ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Структура электролитических металлопокрытий из "Справочное руководство по гальванотехнике " Образование катодных металлопокрытий является процессом кристаллизации, который зависит от многочисленных факторов. [c.68] Иногда бывает трудно классифицировать встречающиеся при этом многообразные структурные формы покрытий. [c.69] Тип а характеризуется вырастанием на катоде отдельных кристаллов. Эти кристаллы могут стать очень большими и нередко дают дендритные ответвления. Сплошного металлопокрытия, необходимого для гальванотехнической практики, они не дают. Рост кристаллов этого типа часто наблюдается при гальваническом осаждении легкоплавких металлов, например свинца и олова. Изолированный рост отдельных кристаллов из этих электролитов может быть уменьшен путем введения в электролит присадок. [c.69] Для гальванотехники особый интерес представляют остальные типы роста кристаллов. В этих случаях нет роста изолированных друг от друга кристаллов и электролитические металлопокрытия кристаллизуются в виде связанных друг с другом кристаллов. [c.69] У типа б рост покрытия начинается от поверхностных кристаллитов подслоя. При рассмотрении в оптическом микроскопе покрытий этого типа большой толщины установлено, что в тех случаях, когда металлопокрытия кристаллизуются со сравнительно малым числом зерен, образуются относительно большие кристаллиты. Однако ориентация поверхностных кристаллов подложки влияет на ориентацию электролитически кристаллизующегося металла. Если, например, на электролитически отполированной медной пластинке отложить покрытие никелем из электролита Ваттса, то положение поверхностных кристаллитов подложки влияет на кристаллизацию покрытия при толщине его в 60 мкм, хотя, согласно распределению Фишера, кристаллизация никеля не относится к типу б . В этой связи надо принять во внимание, что распределение по типам формирования при электрокристаллизации металла было проведено Фишером только на тех формах роста кристаллитов, которые видны в оптическом микроскопе. [c.69] В текстурированных типах г кристаллиты имеют сильную склонность роста в направлении линий тока, перпендикулярно к поверхности основного металла. Кристаллиты растут чаще всего в определенном преобладающем направлении и показывают отчетливо выраженную волокнистую текстуру. При этом могут встречаться как простые, так и двойные волокиистые текстуры и, следовательно, не одно, а два предпочтительных направления. Волокнистая структура, а значит и имеющееся у всех кристаллов предпочтительное направление роста кристаллов, может меняться с изменением толщины покрытия. [c.71] Тип в , или двойниковый тип, выделен Фишером как особый переходный тип между типами б и г , так как по сравнению с другими переходными формами он имеет особую характеристику. Тип д наблюдается сравнительно часто. Он характеризуется постоянным расположением кристаллитов, у которых в оптическом микроскопе не различают никаких предпочтительных направлений роста. Строение таких покрытий относительно тонкокристаллическое, отдельные кристаллиты частично едва просматриваются в оптический мирсроскоп. [c.71] Регулирование процессов электрокристаллизации при получении блестящих покрытий путем введения определенных присадок может привести к образованию очень тонкой кристаллической структуры. Поэтому предполагается, что блестящие металлопокрытия встречаются только тогда, когда размер зерна меньше самой короткой длины волны видимого света. Однако в последующие годы было обнаружено, что блестящие металлопокрытия могут быть грубо кристаллическими. Таким образом, наличие тонкой структуры не является непременным условием для получения блестящих покрытий. [c.71] Кроме того, было обнаружено, что блестящие гальванические металлопокрытия часто имеют ясно выраженную текстуру, которая выступает значительно резче, чем у матовых пленок. Можно указать также на блестящие металлопокрытия, имеющие сильный блеск и кристаллизующиеся без всякой ориентации. Таким образом, определенная ориентация кристаллитов не может рассматриваться во всех случаях как причина блескообразования. [c.71] При электронномикроскопических исследованиях поверхностной структуры блестящих металлопокрытий чаще всего не наблюдают никакой типичной структуры. Поверхность блестящего никелевого покрытия, полученного из электролита обычного состава, показывает при сильном увеличении электронного микроскопа тонкозернистое строение. В зависимости от условий выступают наружу грубоватые или почковидные наросты. При этом именно у тонких слоев заметны отличительные признаки точного профиля поверхности металла подложки. Напротив, у матовых гальванических покрытий характерные отличительные признаки кристаллической структуры наблюдаются лишь в том случае, когда толщина покрытия не слишком мала. Кристаллическое строение с типичными формами роста электроосажденного металла часто обнаруживается при рассмотрении в оптический микроскоп. [c.72] Предположение о появлении новых кристаллических структур не подтвердилось. При рентгенографическом исследовании многочисленных блестящих металлопокрытий, полученных из технических электролитов, содержащих блескообразующие добавки при различных вариантах условий осаждения, не было установлено никаких отклонений от нормального типа решетки данного металла. Также малы были изменения, обнаруженные в константах решетки. [c.72] Те же результаты были получены при исследовании других блестящих покрытий. С повышением количества включений посторонних веществ сильно отклоненные интерференционные линии расплываются и могут исчезнуть на фоне оптической плотности. Однако их положение остается в пределах границы ошибки измерения. [c.72] Рентгенографические исследования дают возможность узнать, что блестящие покрытия по сравнению с матовыми имеют сильно поврежденную кристаллическую решетку. Повреждение решетки приводит к тому, что посторонние вещества частично встраиваются в кристаллиты в тонкодисперсной псевдоаморфной форме (см. стр. 58). [c.72] При исследовании блестящих покрытий с помощью оптического микроскопа нередко наблюдается стеблевидное строение с волокнами, расположенными в направлении линий тока. [c.73] На рис. 40 показано матовое цинковое покрытие с беспорядочными кристаллами. Рядом с матовым цинковым покрытием представлено блестящее цинковое отложение, которое имеет тонковолокнистое строение с законченным расположением волокон в направлении линий тока. [c.73] Обогащение блестящего покрытия совместно осаждающимися посторонними веществами обусловливает заторможенный рост кристаллов, происходящий параллельно поверхности подложки. Вследствие этого возникает сильно выраженный предпочтительный рост в направлении линий тока. Это можно наблюдать на серебряном покрытии, полученном из нитратного электролита, содержащего 4,2% цитрата. В то время как из азотнокислых электролитов серебро обычно кристаллизуется по типу г , из цитратсодержащих электролитов образуются компактные серебряные покрытия с блестящей поверхностью. Включения посторонних веществ на границах зерен и волокон серебряного покрытия отчетливо видно на срезе, параллельном поверхности. [c.74] В результате совместного осаждения посторонних веществ при электролитическом получении блестящих покрытий внутри кристаллитов часто происходит заметный слоистый рост кристаллов на серебряном покрытии, полученном из нитратного или цианистого электролита (рис. 41, 42). [c.74] Структура гальванически осажденных сплавов соответствует структуре расплавленных и рекристаллизованных сплавов только в том случае, когда появляются типы кристаллов, соответствующих диаграмме состояния этих сплавов. [c.75] При электрокристаллизации сплавов, так же как и при кристаллизации из расплава, может происходить раздельная кристаллизация обоих компонентов или же образование твердых растворов и промежуточных фаз. Однако существенное различие состоит в том, что электролитически кристаллизующиеся сплавы чаще всего находятся в состоянии, которое не соответствует термодинамическому равновесию. Поэтому имеются также совершенно характерные различия по сравнению с диаграммой состояния соответствующего сплава. Часто состав отдельных фаз значительно отличается от диаграммы состояния. В сплавах, полученных путем электрокристаллизации, могут отсутствовать отдельные фазы диаграммы состояния или же при температуре электрокристаллизации появятся нестабильные фазы. Следует отметить, например, тот факт, что наличие или отсутствие растворимости в твердом состоянии между двумя одновременно выделяющимися металлами не зависит от того, что показывает диаграмма состояния сплава этих металлов. [c.75] Вернуться к основной статье