Разработка процесса электроосаждения сплава олово-сурьма из сернокислого электролита

• Автор: Аверин, Евгений Витальевич
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Основные закономерности совместного разряда ионов металлов при электроосаждении сплавов.

1.2. Электроосаждение сплава оловосурьма

1.3. Свойства неионогенных поверхностноактивных веществ.

1.4. Химические свойства карбонильных соединений.

1.5. Электрохимические свойства карбонильных соединений

и их влияние на процесс электроосаждения олова и его сплавов.

1.6. Особенности влияния составов электролитов на свойства покрытий оловом и его сплавами.

1.7. Выводы из литературного обзора

2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1. Приготовление электролитов.
2.2. Подготовка поверхности образцов.
2.3. Анализ состава электролита и состава осаждаемого сплава.
2.4. Определение скорости контактного осаждения легирующего металла на оловянных анодах
2.5. Поляризационные измерения на твердых электродах.
2.6. Методика определения катодного выхода по току.
2.7. Методика тестирования электролитов в угловой ячейке.
2.8. Методика определения рассеивающей способности по металлу
2.9. Методика испытания печатных плат на паяемость.
2 Методика определения пористости покрытий.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Выбор составов электролитов.
3.2. Изучение процесса контактного осаждения сурьмы
из сернокислого электролита на оловянных электродах
3.3. Изучение влияния состава электролита и условий электролиза
на состав сплава БпБЬ и технологические свойства электролита
3.4. Свойства покрытий сплавом оловосурьма
3.5. Разработка состава композиции для приготовления
и корректирования электролита для осаждения сплава оловосурьма
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Возрастание поляризации разряда более электроположительного металла может быть достигнуто связыванием катионов в комплексные соединения, образованием на поверхности катода адсорбционных пленок, увеличением катодной плотности тока, приводящей к возрастанию химической поляризации более электроположительного компонента осаждаемого сплава или его выделению на предельном токе. Рассмотрим указанные способы сближения потенциалов разряда металлов более подробно. Резкого изменения активности ионов металлов можно достичь, применяя вещества, образующие с ними комплексные соединения! В растворе, содержащем комплексные ионы, равновесный потенциал осаждаемого1 металла смещается в сторону отрицательных значений. В1-присутствии'лиганда изменяется не только активность ионов металла в растворе, но также величина и природа поляризации при разряде данного вида ионов. Величина сдвига равновесного потенциала зависит от природы металла и лиганда. Она определяется. Используя различную величину прочности комплексных соединений« разных металлов, можно не только сблизить потенциалы сильно отличающихся. При электроосаждении сплавов широко применяются цианистые, пирофосфатные, фторидные, оксалатныс и другие комплексные электролиты [6- и др. Из уравнения (1. Имеющиеся в литературе экспериментальные данные показывают, что в большинстве случаев электрохимические реакции совместного восстановления ионов являются сопряженными, а скорость разряда ионов в сплав существенно отличается от скорости их раздельного разряда [1,6, -]. Изменение скорости реакции совместного восстановления ионов может быть связано с изменением свойств поверхности электрода, причем за счет выделяющейся энергии сплавообразования разряд ионов может облегчаться по сравнению с раздельным выделением, в то время как в результате изменения природы подложки, в частности, изменения Е*а: в зависимости от состава сплава, может происходить снижение или увеличение скорости разряда ионов. Образование сплавов типа твердого раствора или интерметаллического соединения приводит к изменению парциальной свободной энергии каждого из компонентов. ДЕ, = и ДЬ, =-, где I. ДФ - изменение парциальной молярной свободной энергии-металла при образовании сплава. Для определения величины сдвига равновесного потенциала компонента сплава необходимо знать изменение парциальной свободной энергии металла при переходе его из чистого состояния в сплав. Эту величину можно определить по законам термодинамики [-]. Изменения ДФ, и ДФг зависят от состава и природы сплава, поэтому и смещение равновесных потенциалов определяется соотношением в сплаве обоих компонентов и характером их взаимодействия. K.M. Горбунова и Ю:М. Полукаров термодинамическим анализом установили, что сближение потенциалов выделения двух металлов возможно в том случае, если облагораживание потенциала окажется большим для более электроотрицательного металла, т. Hi = п2) []. Выше определенного содержания отрицательного металла в сплаве будет происходить не сближение, а увеличение разности равновесных потенциалов обоих металлов, т. В качестве классического примера образования сплава на катоде за счет выделяющейся энергии сплавообразования обычно указывают на катодное восстановление натрия на ртутном катоде []. В работе [] на катоде выделяются сплавы . Ti с медью и некоторыми другими металлами. При электроосаждении сплава Sn-Ni из хлорид-фторидных электролитов наблюдается значительная деполяризация разряда ионов обоих компонентов, обусловленная выделением энергии сплавообразования при образовании химического соединения типа SnNi []. Другим примером является совместный разряд металлов группы железа с вольфрамом и молибденом. Молибден и вольфрам в чистом виде на катоде могут' быть получены с очень, малым выходом по току. Т.А. Францевич-Заблудовская и другие показали, что при осаждении сплавов Ni-Mo и Fe-Mo образуются твердые растворы, при. Мо в сплаве около % [, ]. При осаждении сплава Ni-W образуется ct-твердый раствор на основе Ni, при этом наблюдается значительное облегчение разряда ионов. При осаждении сплава Gu-Zn из щавелевокислых растворов Б. И. Скирстымонской было показано, что парциальные кривые цинка смещены в положительную сторону на 0,-0,5 В [].