Cтраница 2
При катодном осаждении на структуру и свойства образующегося слоя металла влияют следующие факторы: 1) природа и состав электролита ( концентрация ионов осаждаемого металла в растворе); 2) плотность тока; 3) температура электролита; 4) присутствие поверхностно-активных веществ; 5) природа металла, служащего электродом. [16]
Предельная плотность тока, при которой получается удовлетворительный осадок, тем выше, чем интенсивнее проявляются факторы, приводящие к восстановлению концентрации ионов осаждаемого металла в прикатодном слое. Такими факторами являются прежде всего начальная концентрация соли осаждаемого металла в электролите, его температура, перемешивание и непрерывная фильтрация. [17]
При переходе к большим значениям плотности тока концентрационные изменения вблизи катода становятся настолько ощутимыми, что это приводит к резкому изменению картины электролиза: повышение плотности тока ведет к уменьшению концентрации ионов осаждаемого металла у поверхности катода, что в свою очередь приводит к большему сдвигу потенциала катода. [18]
При переходе к большим значениям плотности тока концентрационные изменения вблизи катода становятся настолько ощутимыми, что это приводит к резкому изменению картины электролиза: повышение плотности тока, согласно уравнению ( 42), ведет к уменьшению концентрации ионов осаждаемого металла у поверхности катода, что в свою очередь приводит к большему сдвигу потенциала катода. [19]
В общем случае образованию мелкокристаллических осадков способствуют, кроме рассмотренных выше условий, факторы, увеличивающие электродную поляризацию: а) понижение температуры электролита; б) повышение плотности тока на катоде; в) добавки нейтральных солей, снижающих концентрацию ионов осаждаемого металла у катода; г) разбавление раствора. [20]
В общем случае образованию мелкокристаллических осадков способствуют, кроме рассмотренных выше условий, факторы, увеличивающие электродную поляризацию: а) понижение температуры электролита; б) повышение плотности тока на катоде; в) добавки нейтральных солей, снижающих концентрацию ионов осаждаемого металла у катода; г) разбавление раствора. [21]
Уменьшение концентрации ионов осаждаемого металла в электролите способствует образованию мелкокристаллических осадков. [22]
Таким образом, добавление проводящей соли в основной электролит должно вызвать уменьшение величины указанного коэффициента. Но с уменьшением коэффициента х, следовательно, уменьшается концентрация ионов осаждаемого металла у. [23]
Рассмотрим, как действует на структуру полученных при электролизе катодных осадков концентрация ионов осаждаемого металла в электролите. [24]
Высокая концентрация ионов осаждаемого металла у катода способствует росту и укрупнению кристаллов, в то время как при понижении концентрации ионов рост кристаллов замедляется и легко происходит образование новых центров кристаллизации. Если применять слабо концентрированные электролиты, то они оказываются непригодными для электролиза при высоких плотностях тока, так как у катода происходит быстрое понижение концентрации ионов осаждаемого металла и осадки получаются некачественными. [25]
Катодами электролитических ванн являются детали, соединяемые с отрицательным полюсом источника постоянного тока. В качестве анодов в большинстве случаев используются пластины или прутки из металла, которым покрываются детали и материалы, удобные тем, что они растворяются при электролизе и поддерживают на более или менее постоянном уровне количество ионов осаждаемых металлов, снижающееся по мере отложения осадков; иногда применяются нерастворимые аноды, при работе которых концентрация ионов осаждаемых металлов поддерживается добавками растворов солей в ванны. [26]
При электроосаждении металлов на железо и сталь из кислых электролитов часто происходит наводороживание основного металла, так как параллельно реакции разряда ионов осаждаемого металла идет также разряд ионов водорода. В период катодного импульса концентрация разряжающихся ионов металла снижается, в результате чего увеличивается доля тока, затрачиваемого на выделение водорода. Перерыв тока, а также анодный импульс, восстанавливая концентрацию ионов осаждаемого металла, снижают скорость выделения водорода, а следовательно, наводороживание основного металла. Оптимальный выбор режима осаждения периодическим током обеспечивает практически полное прекращение наводороживания основного металла. [27]
Многие металлы кристаллизуются из растворов своих солей в виде мелких кристаллов, слои которых полностью воспроизводят форму покрываемого предмета ( катода), а не структуру металла. Однако при определенных условиях и эти металлы могут быть осаждены с требуемой структурой. Одним из факторов, определяющих характер кристаллизации, является соотношение концентраций ионов осаждаемого металла и других составных частей электролита в катодном слое. [28]
Независимо от значения рН в кислых растворах, имеющих значительную концентрацию солей металлов, ионы водорода быстро исчерпываются в ближайшем прикатодном слое, и для разряда ионов Н достигается предельный ток, имеющий относительно низкие значения. Поскольку в условиях предельного тока для выделения водорода рН среды в ближайшем прикатодном слое лимитируются концентрацией гидроокисей осаждаемых металлов, то разряд их ионов всегда происходит в сильно щелочной среде. Это приводит к тому, что у поверхности катода резко снижается концентрация ионов осаждаемого металла и быстро появляется предельный ток. [29]
Преобладание процесса возникновения новых зародышей над скоростью роста уже имеющихся кристаллов особенно характерно для комплексных электролитов, а также для растворов простых солей, содержащих ПАВ. В последнем случае из-за адсорбции чужеродных частиц на растущих гранях линейная скорость роста кристаллов уменьшается и осадки получаются высокодисперсными. Весьма часто при этом они не имеют даже четко выраженной кристаллической структуры. При обратном соотношении скоростей, когда линейная скорость роста кристаллов начинает преобладать, осадок имеет грубую кристаллическую структуру. В общем случае образованию мелкокристаллических осадков способствует: повышение плотности тока на катоде, понижение температуры электролита, добавки нейтральных солей ( снижающих концентрацию ионов осаждаемого металла у катода), разбавление раствора, введение в электролит ПАВ, ком-плексообразование. [30]