ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние различных факторов на структуру металлических покрытий из "Коррозия и основы гальваностегии Издание 2 " Структура покрытия изменяется в зависимости от природы и концентрации разряжающихся ионов, добавки органических поверхностно-активных веществ, pH раствора, режима электролиза и др. факторов. [c.117] При уменьшении концентрации разряжающихся на катоде ионов металла катодная ноляризация возрастает и структура покрытия становится более мелкокристаллической. Однако при значительном разбавлении раствора уменьшается предел допустимой плотности тока и падает выход металла по току, т. е. существенно снижается скорость электроосаждения, что часто является определяющим фактором при выборе условий электролиза. [c.117] На структуру осадка на катоде оказывает влияние природа анионов, присутствующих в электролите. Так, уменьщение катодной поляризации и тенденции к образованию крупнозернистых осадков наблюдается в следующем ряду анионов 80Г СЮ СГ Г. Эта закономерность особенно ярко проявляется для металлов, выделяющихся при низкой катодной поляризации. [c.118] При подщелачивании раствора до определенного предела уксусная кислота будет взаимодействовать с ОН -ионами с образованием анионов СНзСОО и, наоборот, при подкислении электролита ионы водорода будут связываться в уксусную кислоту. Таким образом, pH электролита будет поддерживаться на определенном уровне. [c.120] Как уже указывалось, некоторые металлы (5п, РЬ, 2п, Ag) из растворов простых солей осаждаются в виде губчатых, дендритообразных, игольчатых кристаллов, которые слабо связаны между собой и с основой. Компактные доброкачественные покрытия из этих электролитов получаются только в присутствии поверхностно-активных веществ, а также коллоидных электролитов, повышающих катодную поляризацию при выделении металлов. Эти вещества, адсорбируясь на катоде, могут частично или полностью блокировать его поверхность, обусловливая тем самым торможение электрохимической реакции. [c.120] Такие добавки органических веществ называют регуляторами роста кристаллов, так как путем сочетания нескольких из них можно добиваться изменения структуры и свойств осадков в нужном направлении. Наиболее часто для улучшения структуры осадков применяют такие поверхностно-активные вещества, как ОС-20, тиокарбамид, ароматические амины, синтанол ДС коллоидные электролиты, например клей, желатин. Большинство добавок отличается избирательным действием, т. е. в различных электролитах проявляют себя по-разному. Так, клей и желатин оказывают благоприятное влияние при оловянировании, кадмировании, свинцевании и ухудшают качество медных и никелевых осадков. [c.120] Важную роль играют добавки органических веществ при электроосаждении блестящих покрытий медью, никелем, оловом, цинком, серебром и другими металлами. Блестящие осадки менее пористы и более устойчивы против коррозии. [c.120] По мнению многих исследователей, образование блестящих осадков на катоде объясняется адсорбцией блескообразующих добавок и замедлением роста кристаллов в направлении, неблагоприятном для сглаживания поверхности. При определенных условиях в ходе роста кристаллов осадка происходит выравнивание микропрофиля поверхности. В присутствии специальных выравнивающих агентов, адсорбирующихся на катоде, наблюдается такое перераспределение тока на микрошероховатой поверхности, при котором осаждение металла на микровыступах тормозится в большей степени, чем в микровпадинах. Рис. 25 иллюстрирует эффект выравнивающего действия при электроосаждении. Выравнивающую способность можно оценить по отношению значений толщины осадка на различных участках микропрофиля 63/62 и 62/61. Чем больше отношение 63/62 и 62/61, тем лучше выравнивающая способность электролита. Непременным условием выравнивающего действия органических добавок является расход их в процессе электроосаждения путем включения в осадок, в ходе химического или электрохимического превращения и т. д. [c.121] Существенное влияние на структуру металлических покрытий оказывает режим электролиза — плотность тока, температура, интенсивность переме-щивания, наложение переменного и реверсированного тока. [c.122] Для каждого электролита существует определенный предел допустимой плотности тока, выще которого металл осаждается в виде сплощной губчатой массы. [c.122] Кроме того, при осаждении большинства металлов губчатые рыхлые осадки на катоде могут возникать в результате нарушения режима электролиза или загрязнений электролита вредными примесями. При получении гальванических покрытий это крайне нежелательно. [c.122] При чрезмерно высоких плотностях тока усиливается выделение водорода и снижается выход по току металла. Приэлектродный слой сильно подщелачивается, выпадают гидроксиды металлов, которые загрязняют осадок, вызывают щероховатость и хрупкость покрытия. Допустимая плотность тока повышается с увеличением концентрации соли металла, кислотности раствора, температуры и интенсивности перемешивания электролита. Повышение плотности тока в допустимых пределах благоприятно влияет на структуру металлического осадка, так как в единицу времени возникает больше центров кристаллизации и осадок становится мелкокристаллическим. [c.123] При повышенной температуре увеличивается растворимость солей и электропроводность электролита, возрастают катодный и анодный выходы по току, следовательно, может существенно увеличиться плотность тока, т. е. скорость процесса осаждения. Обычно наблюдаемое снижение катодной поляризации с повышением температуры как бы компенсируется возможностью повышения плотности тока, что способствует улучшению структуры осадков. При повышении температуры электролита снижаются внутренние напряжения в осадке и его хрупкость, уменьшается количество включаемого в осадок водорода. [c.123] При интенсивном ведении электролиза с высокой плотностью тока прикатодный слой обедняется разряжающимися ионами металла по сравнению с объемом раствора. Достигается предельный ток диффузии, и качество осадка резко ухудшается. Для выравнивания концентрации ионов металлов в прикатодном слое и в объеме раствора и для устранения диффузионных ограничений (концентрационной поляризации) необходимо перемешивать электролит. Перемешивание можно проводить механическим способом (с помощью подвижных катодных штанг, мешалок и других устройств), сжатым воздухом или ультразвуком. [c.123] Перемешивание электролита, так же как и повыщение температуры, снижает катодную поляриза-зацию, но предел допустимой плотности тока увеличивается, причем допустимая плотность тока повышается тем больше, чем интенсивнее перемешивание. [c.123] Поэтому при перемешивании электролита на катоде получаются мелкозернистые компактные осадки. [c.124] Реверсирование тока — периодическое изменение направления постоянного электрического тока, т. е. кратковременное переключение катода на анод при условии, что время анодной обработки изделий составляет не более 20 % от времени обработки на катоде. Благодаря применению реверсированного тока металлические покрытия получаются светлыми, гладкими и полублестящими при более высоких плотностях тока. [c.124] Вернуться к основной статье