Электроосаждение сплава Cu-Sn из сульфатных электролитов с добавками

• Автор: Ле Хюэ Хыонг
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение .

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Основные закономерности совместного разряда ионов металлов при электроосаждении сплавов .
1.2. Основные представления о действии поверхностноактивных веществ на процесс элсктроосаждения металлов и сплавов

1.3. Условия образования блестящих осадков металлов и сплавов

1.4. Обзор электролитов для осаждения сплава СиБп

1.5.1 Цианидсодержащие электролиты .

1.5.2 Бесцианидпые электролиты .

1.5. Обоснование выбора электролита для осаждения сплава СиБп

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Приготовление электролитов .
2.2. Подготовка поверхности образцов
2.3. Условия проведения электролиза .
2.4. Химический анализ осадков сплава СиБп .
2.5. Определение выхода по току сплава СиБп
2.6. Определение содержания меди в растворе .
2.7. Определение содержания оловаИ и олова1У в растворе .
2.7.1. Общие положения .
2.7.2. Определение содержания оловаН в растворе
2.7.3. Определение содержания олова1У в растворе .
2.8. Методика снятия поляризационных кривых .
2.9. Определение рассеивающей способности электролитов
2 Определение микротвердости покрытий сплавом СиБп .
2 Рентгеноструктурный анализ осадков сплава СиБп .
2 Термообработка сплава СиБп .
2 Испытания на паяемость покрытий сплавом СиБп .
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ .
3.1. Выбор состава электролита и условий электроосаждеиия сплава СиБп из сульфатного электролита .
3.2. Выбор концентрации добавок для сульфатного электролита .
3.3. Зависимость состава и выхода по току сплава СиБп от катодной плотности тока в свежеприготовленных и проработанных сульфатных электролитах .
3.4. Исследование условий катодного процесса при электроосаждении сплава СиБп
3.4.1. Влияние катодной плотности тока на состав и выход
по току сплава СиБп .
3.4.2. Влияние катодной плотности тока на фазовый состав, содержание олова, меди и углерода в сплаве СиБп .
3.4.3. Зависимость внешнего вида покрытий, химического состава сплава СиБп от толщины покрытия и катодной плотности тока .
3.5. Исследование некоторых свойств сульфатных электролитов бронзирования .
3.5.1. Химическая устойчивость сульфатных электролитов
для осаждения сплава СиБп .
3.5.2. Электрохимическая устойчивость сульфатных электролитов для осаждения сплава СиБп
3.5.3. Рассеивающая способность
3.6. Поляризационные измерения в сульфатных электролитах бронзирования
3.6.1. Исследование катодной поляризации при раздельном осаждении олова, меди и сплава СиБп из сульфатных электролитов в присутствие ПАВ .
3.6.2. Анодные поляризационные кривые .
3.6.3. Влияние катодного потенциала электрода на химический и фазовый состав, выход по току и внешний вид сплава СиБп при электроосаждении из сульфатных электролитов
3.7. Некоторые свойства покрытий сплава СиБп .
3.7.1. Зависимость микротвердости покрытий сплава СиБп
от катодной плотности тока и толщины покрытия
3.7.2. Влияние потенциала катода на микротвердость осадков сплава СиБп .
3.7.3. Термостойкость покрытий сплавом СиБп ,.
3.7.4. Паяемость покрытий сплавом СиБп .
Выводы
Список литературы


При сплавообразовании наряду с термодинамическими факторами, влияющими на равновесные потенциалы металлов, важную роль играют также факторы кинетического порядка, в частности, изменение состояния и природы поверхности катода. Баграмяном А. Т. было показано, что в реальном процессе электроосаждения металла поверхность катода состоит из активных и пассивных участков. На пассивных участках процесс осаждения металла резко замедлен. Тогда при замедленном разряде перенапряжение равно
р а Ь 1п а Ь 1п ист 5
Следовательно, для двух металлов с различной склонностью к пассивированию затруднение разряда ионов будет больше у того металла, который пассивируется в большей степени, так как 1ИСТ всегда больше чем . Очевидно, что состояние поверхности электрода различно при совместном и раздельном восстановлении ионов металла, что в свою очередь будет влиять на потенциал осаждения сплава. Существуют различные мнения о влиянии потенциала нулевого заряда кинетику разряда ионов металла. Фрумкин Л. Н. , показал, что кинетика разряда ионов металла и водорода не может зависеть от потенциала нулевого заряда металла, и изменение последнего может оказать влияние на кинетику процесса только в условиях, способствующих возникновению Г потенциата. В ряде работ отмечалось, что при совместном разряде ионов двух металлов с образованием осадков типа твердых растворов или химических соединений, скорость восстановления каждого из них оказывались отличной от той, которая наблюдается в условиях раздельного восстановления . Как показали соответствующие исследования, эти изменения имеют различный знак для компонентов сплава, а именно, для того из них, который характеризуется более положительным значением потенциала нулевого заряда поверхности, скорость восстановления в условиях соосаждения уменьшалась, для другого возрастала. В случае отсутствия диффузионных ограничений когда лимитирующей является стадия разряда ионизации для расчета эффектов сверх и деполяризации с учетом величины потенциала нулевого заряда сплава Ротинян А. Л. и Сысоева В. К константа скорости электрохимической реакции а коэффициент переноса. Величина ОсаЛ характеризует изменение скорости выделения данного металла при переходе от условий раздельного к условиям совместного осаждения при данном значении потенциала и зависит от свойств поверхности электрода, активности разряжающихся ионов, коэффициентов переноса а. При 1п1С1ШЛм 0 наблюдается сверхиоляризация, при 1п1спЛ 0 деполяризация разряда ионов металла. Согласно этому уравнению 6, смещение потенциала нулевого заряда сплава в отрицательную сторону по сравнению с потенциалом более электроположительного компонента должно вызвать торможение процесса разряда этого компонента. При этом условия разряда ионов более электроотрицательного металла не меняются, что было подтверждено многими экспериментальными данными . В тех случаях, когда элсктроосажденис сплавов происходит в присутствии поверхностно активных веществ ПАВ, смещение потенциала нулевого заряда поверхности по отношению к потенциалам нулевых зарядов соосаждающихся металлов особенно сказывается на кинетике восстановления ионов этих металлов. В работе было показано, что действие ПАВ связано в основном с адсорбцией их на границе раздела металл раствор. В работе 7 отмечено, что адсорбция ПАВ неионогенного типа на поверхности электрода наиболее резко выражена при потенциалах близких к потенциалу нулевого заряда металла. Таким образом, изменение потенциала нулевого заряда при сплавообразовании может оказывать существенное влияние на адсорбцию и десорбцию присутствующих в растворе ПАВ. Согласно адсорбционной теории , предполагается, что при определенных условиях ПАВ частично на активных участках или полноегью закрывают поверхность катода, вследствие чего процесс выделения металла сильно замедляется, в некоторых случаях полностью подавляется. Этот процесс зависит от относительных скоростей адсорбции ПАВ и осаждения металла, от природы и концентрации ПАВ, и от природы самого металла. Скорость адсорбции ПАВ мала по сравнению со скоростью осаждения металлов.