Электрохимическое получение сверхтонких покрытий железа и его сплава

• Автор: Федоров, Федор Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Получение гальванических нанопленок современные подходы.

1.2. Концентрационные закономерности процесса электрохимического восстановления ионов в потенниостатическом режиме.

1.3. Электроосаждение железа механизмы, диаграммы Пурбс, используемые электролиты

1.4. Использование комплексных электролитов

1.5. Особенности пирофосфатных электролитов железнения.

1.6. Получение сплава железомедь

1.7. Выводы по главе.

ГЛАВА II. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА, ПРИБОРЫ И ПРЕПАРАТЫ.

2.1. Методика, применяемые методы исследования.

2.2. Используемые реактивы и оборудование
2.3. Особенности методов изучения
2.3.1. Особенности использования пьезокварцевых весов
2.3.2. Особенности энергорассеивающего рентгеновского анализа при
составлении распределения по образцу.
2.3.3. Особенности магнитооптической микроскопии
2.3.4. Особенности использования просвечивающей электронной
микроскопии и Ожеспектроскопии.
2.3.5. Изучение шероховатости поверхности
ГЛАВА ш. ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА ИЗ ЩЕЛОЧНЫХ НИ РОФОСФ АТНЫ X ЭЛЕКТРОЛИТОВ.
ЗЛ. Особенности процесса разработки электролита
3.2. Свойства осадка железа
3.3. Механизм адсорбциидесорбции пирофосфатных частиц.
3.4. Выводы но главе.
ГЛАВА IV. ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ СПЛАВА ЖЕЛЕЗОМЕДЬ ИЗ ПИРОФОСФАТНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
4.1. Поиск оптимального состава электролита
4.2. Особенности электроосаждения сплава.
4.3. Состав и свойства полученных покрытий.
4.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТЬ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Исследования с помощью атомносиловой микроскопии были выполнены в Волгоградском государственном университете на каф. Судебной экспертизы и физического материаловедения при содействии д. И. В. Запороцковой. ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. Глава посвящена литературному обзору современного состояния проблемы получения сверхтонких пленок, в ней рассматриваются особенности механизмов получения сверхтонких электрохимических покрытий. Внимание уделено обзору работ по осаждению железа, изучению пирофосфатных электролитов, получению сплава железомедь. Электролитические осадки железа используются, как правило, для ремонта деталей машин и механизмов. Это обусловливает специфику подбора составов электролитов железнения. Они должны быть высокоскоростными, поэтому в качестве критериев выбора состава электролита следует выбирать повышение концентрации по ионам, высокие рабочие температуры, простоту составов электролита. Требования функциональной гальванотехники, особенно используемой в приборостроении, ставит задачи получения осадков железа с определенными физическими свойствами, в частности магнитными, электрическими. Это требует усложнения состава электролита, использования комплексов ионов железа, веществ стабилизаторов состава электролита в ходе его работы с целью получения осадка определенной структуры. Получение гальванических нанопленок современные подходы. Процесс осаждения гальванических пленок имеет ряд особенностей. Структура гальванических покрытий, в том числе сверхтонких нанопленок, формируется в процессе электрокристаллизации металлов или сплавов, при взаимодействии осаждаемых слоев с подложкой, электролитом и последующем естественном старении покрытия рис. Рис. Классификация процессов струкчурообразовання, протекающих при элсктроосаждсшш покрытий. Адаптировано из 5. Кристаллизация осадка на катоде характеризуется рядом процессов, из которых структуру чьванопокрытий определяют образование зародышей центров кристаллизации и их рост. Скорость протекания каждого из этих процессов зависит от условий электролиза состава кислотности и температуры электролита, наличия нем примесей и ПАВ, катодной плотности тока и т. От соотношения скоростей зарождения и роста кристаллитов зависит главная структурная характеристика электролитических покрытий размер их зерна, а, следовательно, физикомеханичсские свойства осадка 5. Возможные типы микроструктур для гальванических покрытий показаны на рис. В 6 отмечается, что все физические свойства электроосажденной пленки имеют свое начало происхождение из ее микроструктуры. Например, при выявлении зависимости микроструктура состав сплава в электроосажденных пленках сплава, установлено, что особенности микроструктуры дают более значительную информацию, чем знание происходящих химических процессов. Необычная форма ямка, выступ, усы и т. Рис. Семь типов микрострукту ры наблюдаемой в пленках, полученных электрохимически 6. Эл ектроосаж де иные пленки в определенной степени аналогичны металлургическим материалам и, таким образом, их свойства соотносятся с диаграммой фазового состояния. Морфология поверхности растущей пленки изменяется с условиями осаждения. С увеличением толщины пленки увеличивается ее шероховатость. Отмечено, что шероховатость поверхности осажденной пленки меняется с перенапряжением 7 и определяется распределением плотностей тока по поверхности. Рис. Схематическим диаграмма, показывающая как развиваются морфология поверхности и размер кристаллов кристаллитов в процессе электроосаждения для легкоплавких металлов с изменением плотности тока. Увеличение плотности тока уменьшает размер зерен осадка рис. Поэтому при высокой степени отталкивания распределение мест разряда ионов будет более равномерным. При низкой плотности тока перенапряжении ионы металлов будут разряжаться преимущественно на выступах. Такое поведение замечено в процессах получения пленок никеля, кадмия, кобальта и серебра 6. Рис. Схематическая иллюстрация показывающая как и зменение плотности тока влияет на неровности поверхности осаждаемой пленки 6. А. л. М е
.