Электроосаждение сплава никель-молибден

• Автор: Павлов, Михаил Рашитович
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 с. : ил.

1. Литературный обзор

1.1. Теоретические основы элекхроосаждения сплавов

1.1.1. Термодинамические условия соосаждения металлов

1Л .2. Кинетика электроосаждения сплавов.

1Л .3. Фазовое строение электроосаждснных сплавов.

1.2. Механизмы осаждения молибдена и вольфрама с другими металлами в водных растворах.
1.2.1. Гипотеза образования совместного комплекса молибдена, вольфрама и металлаосадителя.

1.2.2. Ранние пленочные гипотезы

1.2.3. Радикальнопленочная модель

1.2.4. Современное развитие пленочной модели

1.2.5. Кинетика совместного восстановления металлов.

1.2.6. Влияние природы лигандов на восстановление сплавов молибдена и вольфрама.
1.2.7. Свойства получаемых сплавов
1.3. Выводы из литературного обзора
2. Методика проведения эксперимента.
2.1. Методика приготовления электролитов.
2.2. Методика подготовки образцов
2.3. Измерение выходов по току.
2.3.1. Выход по току водорода.
2.3.2. Выход по току оксидов молибдена
2.3.3. Выход по току сплава никельмолибден,
2.3.4. Выход по току никеля.
2.3.5. Выход по току молибдена
2.4. Анализ состава покрытия.
2.4.1. Определение содержания никеля в сплаве.
2.4.2. Определение содержания молибдена в сплаве
2.4.3. Определение содержания молибдена в оксиде
2.5. Рентгеновская фотоэмиссиониая спектроскопия
2.6. Поляризационные измерения
2.6.1. Суммарные поляризационные кривые.
2.6.2. Парциальные поляризационные кривые.
3. Экспериментальная часть
3.1. Исследование электрохимического восстановления молибдатионов
3.2. Исследование электроосаждения сплава Мо
3.2.1. Влияние концентрации металлов на состав сплава.
3.2.2. Влияние концентрации лигандов на состав сплава.
3.2.3. Поляризационные исследования в электролитах для осаждения сплава Мо
4. Выводы.
5.Список используемой литературы
Приложение 1.
Введение


Интерес к процессам электровосстановления и электроокисления переходных металлов не ослабевает в течение многих десятилетий, несмотря на многочисленные фундаментальные исследования в этой области. Молибден и вольфрам невозможно самостоятельно осадить из водных растворов, однако они восстанавливаются до металла в присутствие соосадителей. Механизм полного восстановления молибдена и вольфрама напрямую связан с механизмом сплавообразования в системе тугоплавкий металл металлсоосадитель. Формирование на катоде пленки, состоящей из продуктов неполного восстановления разряжающихся металлов, и возможность составляющих пленки полностью восстанавливаться на катоде послужило причиной развития отдельного направления исследования бифункциональных электрохимических систем. До настоящего времени электрохимические сплавы ММо и крайне редко применялись в промышленности. Это в первую очередь связано с нестабильностью электролитов, которая обусловлена сложностью протекающих электрохимических реакций в системах с поливалентными ионами металлов. Целью настоящей работы было исследование механизма электровосстановления молибдена, как индивидуально, так и совместно с никелем. Это необходимо для прогнозирования состава и свойств получаемых покрытий и выбора оптимальных составов электролитов и режимов электролиза для получения сплавов Мо с наилучшими показателями. Изучение закономерностей совместного разряда нескольких видов ионов имеет для электрохимии первостепенное значение, т. В связи с широким применением сплавов в промышленности, большое внимание уделяется выяснению закономерностей и условий совместного восстановления ионов металлов на катоде с целыо управления процессом и получения покрытий с требуемыми свойствами. Гг 1. В случае, когда стандартные потенциалы осаждаемых металлов не сильно отличаются до 0,3 В, для нссопряженных систем равенство потенциалов выделения может быть достигнуто, как это видно из уравнения 1. Однако способ этот является малоэффективным при большой разнице стандартных потенциалов, поскольку при изменении активности двухвалентных ионов в раз значение равновесного потенциала сдвигается лишь на мВ. В этом случае сближение потенциалов выделения металлов может быть достигнуто либо путем изменения активности разряжающихся ионов с помощью соответствующих лигандов, либо путем торможения реакции выделения электроположительного компонента, в частности, с помощью добавок ПАВ. Сближение потенциалов выделения возникает в результате сдвига потенциала выделения электроположительного компонента за счет снижения его концентрации вблизи катода в процессе электролиза диффузионное перенапряжение. В частности, за счет выделения в условиях предельного диффузионного тока, однако эта форма сближения потенциалов не имеет практического значения, так как в этих условиях на катоде не удастся получить плотные осадки сплава. На практике несопряженные системы встречаются крайне редко. При совместном осаждении металлов изменяются, как правило, все члены уравнения 1. Отклонение от идеальности, могут быть обусловлены изменением активности или даже природы ионов в случае совместного нахождения соединений двух металлов в одном растворе. Кроме тою при образовании твердого раствора или химического соединения должны изменяться стандартные потенциалы i и Е2. При образовании сплавов происходит изменение свободной энергии компонентов и, следовательно, равновесный потенциал каждого из металлов
должен сдвинуться в положительную сторону на величину , где ДФ
изменение парциальной молярной свободной энергии компонента при его вхождении в сплав. ДФ КТ1пЫ1М2Есм 1. Есм интегральная теплота смешения. Первый член уравнения 1. Смещение равновесного потенциала должно наблюдаться только в том случае, если имеется взаимодействие металлов, т. Изменения скоростей восстановления при переходе от условий индивидуального процесса к совместному разряду с другими ионами могут явиться следствием изменения строения двойного электрического слоя. Однако этот эффект существенен только для разбавленных растворов.