Химическое восстановление скорость осаждения

При данных параметрах процесса были получены компактные сплавы с содержанием рения до 60 вес. % и плотностью, близкой к теоретической. Необходимо отметить, что гомогенной реакции восстановления рения не наблюдалось, а сплавы, содержащие выше 40% рения, имели лишь отдельные дендриты. В результате более легкого восстановления гексафторида рения у входа в реакционную зону получаются осадки, обогащенные рением. С понижением температуры подложки содержание рения в сплаве увеличивается. Распределение скоростей осаждения сплавов по длине реакционной зоны отличается от распределения скоростей Осаждения чистого вольфрама. При этом наблюдается увеличение скорости осаждения вольфрама в сплаве по сравнению со скоростью осаждения чистого вольфрама. Появление в однофазной матрице твердого раствора рения в вольфраме, мелкозернистой фазы химического соединения зВе усиливает интенсификацию выделения вольфрама. Интенсификация кристаллизации вольфрама значительна при небольших концентрациях гексафторида рения в газовой фазе. Этот эффект снижается при увеличении концентрации гексафторида рения. [c.51]

Большое влияние на процесс химического осаждения, скорость осаждения, качество покрытия, равномерность и др. оказывают такие технологические параметры, как кислотность раствора, соотношение компонентов, температура раствора, наличие активирующих или стабилизирующих добавок, а также плотность загрузки, т. е. отношение поверхности покрываемого изделия к объему рабочего раствора ванны. Методом химического восстановления получают покрытия толщиной до 30 мкм и более. [c.185]

Как показали проведенные эксперименты, общие закономерности и условия работы растворов химического никелирования для любых материалов сохраняются и в данных условиях. А именно чем выше температура раствора, тем интенсивнее процесс осаждения, но тем более склонность растворов к саморазрядке — бурное выделение никелевого порошка во всем объеме раствора. С понижением величины pH раствора скорость восстановления никеля резко падает. Наилучшие результаты скорости осаждения для кислых растворов лежат в пределах значения pH = 4,8—5,2, а для щелочных растворов pH = 8,7—9,0. [c.28]

Одним из существенных недостатков процесса химического никелирования, как уже отмечалось в гл. I, является быстрое истощение раствора и замедление скорости осаждения покрытия. Корректировать эти растворы путем введения израсходованных компонентов не представляется возможным, так как, помимо обеднения раствора, в процессе никелирования гипофосфит окисляется до фосфита, количество которого в растворе увеличивается со временем работы ванны. Ионы фосфита образуют с ионами никеля труднорастворимое соединение — фосфиты никеля, которые выпадают в осадок. Накопление фосфитов в растворе вызывает его помутнение, ухудшение качества покрытия, повышает склонность раствора к саморазрядке, т. е. к восстановлению никеля во всем объеме раствора. Вследствие этих причин раствор очень быстро становится непригодным к использованию и его приходится заменять новым. В результате этого большое количество дорогостоящих неизрасходованных компонентов сливается в канализацию. [c.119]

Для более полной характеристики процессов химического восстановления металлов необходимо применять электрохимические методы исследования. Простейший из них — измерение потенциала металла во время его осаждения (фт)- Потенциал фт в общем случае не имеет простой связи со скоростью осаждения металла, но может служить показателем протекания процесса восстановления, а его изменения могут дать информацию об изменениях в растворе и состоянии поверхности катализатора. [c.93]

Лишь сравнительно большие концентрации РЬ (И) снижают скорость осаждения покрытия. Следовательно, ионы свинца не ингибируют процесс химического меднения, в отличие от реакций восстановления гипофосфитом, в которых РЬ является сильным каталитическим ядом. Однако из опытов также явствует, что в растворах указанного типа нельзя получить химические покрытия одного свинца. [c.109]

Лишь сравнительно большие концентрации РЬ(П) снижают скорость осаждения покрытия. Следовательно, ионы свинца не ингибируют процесс химического меднения, в отличие от реакций восстановления гипофосфитом, в которых РЬ является сильным каталитическим ядом. Однако в этих растворах при комнатной температуре не удалось получить химических покрытий одного свинца. Осаждение покрытий свинцом реализуется при повышенной температуре. Наличие ионов свинца в растворе меднения заметно уменьшает его стабильность. [c.88]

Химическим восстановлением можно получать покрытия как из кислых, так и из щелочных растворов. В ходе реакций растворы обедняются, изменяется концентрация их компонентов, в ваннах накапливаются побочные продукты реакции. Все это отрицательно сказывается на эффективности процесса. Например, максимальная скорость осаждения покрытий наблюдается лишь в первые минуты действия раствора, затем она постепенно уменьшается и со временем реакция полностью прекращается, хотя содержащиеся в растворе компоненты использованы лишь на 20—30%. Стремление увеличить и поддерживать длительное время постоянную скорость реакции, а также повысить коэффициент использования компонентов раствора и механизировать процесс обусловили проведение широких исследований в данной области. Главным образом они направлены на изучение [c.5]

Тонкие слои из газовой н паровой фазы наносят на подложку. В первом случае элемент пленки высаживают на поверхность в результате реакции диссоциации химического соединения, в котором связан элемент при высоких температурах, или вследствие реакции восстановления химического соединения наносимого элемента. Тонкий слой из паровой фазы получают путем сублимации элемента в условиях вакуума и последующего его осаждения на подложку. Тонкие слои полупроводникового материала можно наносить также в вакууме в изотермических условиях при переносе парообразного вещества на близкие расстояния. Этот способ основан на разнице скоростей испарения и взаимной диффузии наносимого элемента и материала подложки. [c.287]

Химические методы синтеза включают различные реакции и процессы, в том числе процессы осаждения, термического разложения или пиролиза, газофазных химических реакций, восстановления, гидролиза, электроосаждения. Регулирование скоростей образования и роста заро- [c.11]

Если ингибитор не способен восстанавливаться или восстанавливается с незначительной скоростью, то сразу возникает вопрос какая катодная реакция обеспечивает осаждение пассивирующего окисла и поддержание его в устойчивом состоянии Здесь предлагаются два механизма. Согласно одному из них уже небольшая скорость восстановления ингибитора достаточна для того, чтобы поддерживать металл в пассивном состоянии, поскольку восстановленная форма ингибитора, например СггОз, входит в состав пассивирующего окисла, который приобретает благодаря этому более высокие защитные свойства. Согласно другому, пассивация при малых катодных токах возможна из-за того, что большинство эффективных ингибиторов относится к хорошо адсорбируемым соединениям, в силу чего большинство активных центров на поверхности защищаемого металла оказываются химически или физически связанными с ингибитором. В таких условиях уже незначительные катодные плотности тока (в расчете на всю геометрическую поверхность) достаточны для того, чтобы сместить потенциал к значениям, при которых осаждается пассивирующий окисел. [c.53]

В этом отношении более обоснованы представления, согласно которым затруднение процесса восстановления ионов металлов связано с адсорбцией чужеродных частиц на поверхности электрода [38]. В общем случае для восстановления ионов металла необходимо, чтобы восстанавливающийся ион вытеснил с поверхности электрода посторонние, адсорбированные на его поверхности частицы (молекулы растворителя, кислород, водород, гидроокиси ИТ. д.). В зависимости от прочности связи этих частиц с поверхностью электрода работа, которую необходимо затратить для их вытеснения, будет различна. Для металлов группы железа, вследствие их высокой химической активности, силы связи поверхности с посторонними частицами будут достаточно прочными. Поэтому можно ожидать, что адсорбированные на поверхности электрода частицы будут оказывать значительное ингибирующее действие на протекание электродных процессов. Поскольку при осаждении металла происходит непрерывное обновление поверхности электрода, то степень торможения электродного процесса должна определяться соотношением скоростей восстановления ионов металла и необратимой адсорбцией чужеродных частиц. Известно, что скорость хемосорбции на металлах группы железа [c.108]

В методах химического осаждения из газовой фазы благородный газ-носитель может присутствовать, а может и отсутствовать. В случае присутствия газа-носителя он в реакцию с компонентами кристаллизующегося вещества не вступает, а играет роль механизма управления процессом доставка продукта (создание направленного потока к месту кристаллизации) и регулирование концентрации веществ в потоке (управление скоростью роста). В этих методах обычно протекают необратимые химические реакции разложение какого-либо соединения при активации образующихся ионов или радикалов, что позволяет значительно ускорять процесс роста в потоках малой плотности и управлять структурой получаемого слоя реакции гидролиза, окисления, восстановления. [c.315]

Значительное влияние на процесс восстановления химического никеля оказывает кислотность раствора В процессе никелирования происходит самопроизвольное подкисление раствора Наилучшие результаты в отвошенни скорости восстановления никеля и качества покрытия получаются при pH 4 5 О [2] При понижении кислотности раствора до pH 6 О—6 5 скорость осаждения никеля увеличивается одиако поддержание pH на этом уровне затруднено так как в ходе процесса образуются малорастворимые никелевые соединения (рис 2) [c.6]

Процесс химического кобальтирования более чувствителен к примесям, чем процесс химического никелирования малые количества ионов роданида и циана (концентрация О 01 г/л) полностью прекра щают процесс восстановления металла на поверхности В присутствии солей кадмия скорость осаждения кобальта замедляется Некоторое снижение скорости процесса наблюдалось при введении в раствор солей хлористого цинка магния или железа (концентрация 1 г/л) При наличии ионов палладия в растворе происходит сильное раз ложение гипофосфита сопровождающееся выделением метал та в виде порошка и непроизводительным расходом восстановителя В присутствии сернокислой меди (О 1 г/л) и хлористого аммония (1 О г/л) вид покрытия не меняется, и скорость восстановления кобвльта не изменяется [c.56]

Композиционные покрытия никель—двуокись циркония, никель—двуокись церия, медь—окись алюминия получены методом химического восстановления из суспензий, в которых дисперсионной средой являются щелочные растворы химического никелирования или меднения, а дисперсной фазой — один из вышеуказанных окислов. Изучены условия образования и ряд физико-механических свойств покрытий. Показано, что введение окисных добавок в растворы химической металлизации изменяет скорость осаждения покрытий и приводит к сдвигу стационарного потенциала. Лит, — 3 назв., ил. — 2. [c.258]

Основным методом получения нитевидных кристаллов карбида и нитрида кремния, окиси и нитрида алюминия и других тугоплавких соединений является осаждение из газовой фазы с использованием химических транспортных реакций, реакций пиролиза, восстановления летучих соединений и др. Промышленное производство нитевидных кристаллов указанным методом стало возможным после детального исследования Вагнером, Элиссом и др. механизма их роста, получившего название пар—жидкость—твердая фаза (ПЖТ). При получении методом ПЖТ нитевидных кристаллов тугоплавких соединений (40 ] в реакционную зону, в которой ведется осаждение соединения, специально вводят примеси некоторых элементов, образующих капельки жидких растворов с элементами соединения, например углерод, железо, кремний, алюминий и др. При получении нитевидных кристаллов карбида кремния используют жидкие тройные растворы железо кремний—углерод. Поверхность жидкой фазы является сильным катализатором участвующих в осаждении химических реакций, поэтому выделение вещества из газовой фазы происходит преимущественно на поверхности присутствующих в ростовой зоне жидких капелек. Далее происходит его растворение в капельке, диффузионный перенос через объем капли к границе раздела с подложкой и кристаллизация под каплей. В результате на подложке образуются вытянутые столбики конденсата, являющиеся нитевидными кристаллами. Ввиду малой скорости осаждения непосредственно на твердой поверхности кристаллы почти не растут в толщину, и отношение длины к диаметру у них достигает 1000 и более. В зависимости от условий получения они имеют диаметр от долей микрона до нескольких десятков микрон и длину до 60—80 мм. [c.40]

Большой практический интерес представляют также покрытия из карбидов бора и кремния, отличающиеся высокой твердостью, износостойкостью, устойчивостью против воздействия химических агрессивных сред и стойкостью против эрозии в газовых потоках при высоких температурах. Данные по осаждению покрытий из этих соединений приведены, например, в монографии [II ], а также в работах [431—434]. Для осаждения карбидов бора и кремния можно использовать метод восстановления их галогенидов водородом в присутствии углеводородов н пиролиз соответствующих соединений, например кремнийорганических в случае осаждения кремния. Скорость осаждения карбидов бора и кремния, как и других карбидных покрытий, рассмотренных ранее, определяется прежде всего температурой подложки и составом газовой реакционной среды. Поданным работы [434], для получения качественных покрытий из карбида бора на графитовых ракетных соплах процесс осаждения необходимо вести при 1500° С в среде, состоящей из хлористого бора, метана и водорода. Осадки SI могут быть получены на графите при более низких температурах (1200—1250° С) восстановлением Si l4 водородом [11]. При концентрации Si l4 в смеси около 30% верхний слой покрытия представляет собой чистый кремний, а при концентрации 10% покрытие представляет собой плотный, твердый слой Si черного цвета. Диффузия свободного кремния в графит протекает при 1200° С довольно быстро и для получения сплошного слоя Si нужны непродолжительные выдержки. [c.370]

Равномерность осаждения N1—Р покрытий. Надежная эксплуатация деталей, на которые нанесены металлопокрытия, во многом зависит от равномерности их толщины, В связи с тем, что осаждение покрытий методом химического восстановления не связано с рассеивающей способностью электролита, наращивание покрытия должно идти с одинаковой скоростью на всех участках детали, находящихся в контакте с раствором. Это обусловливает принципиальную возможность получения весьма равномерных по толщине покрытий на деталях любой конфигурации, Однако для получения высокой равномерности толщины необходимо учитывать ряд факторов. Основными факторами, определяющими эту характеристику покрытий, являются температура и интенсивность обмена раствора, которые должны иметь одинаковые значения у всех точек покрываемых деталей. Перепад температуры раствора на 3—4° С на разных участках детали приводит к тому, что толщина покрытия у этих участков будет различаться на 4—5 мкм, а это для прецизионных деталей неприемлемо. Плохой обмен раствора, его застаивание у труднодоступных участков детали может привести к тому, что в этой зоне раствор полностью выработается, тогда как в других зонах никелирование будет продолжаться в этом случае толщина покрытия на разных участках детали также может разниться на 3—4 мкм. Отсюда очевидна необходимость поддержания равномерной температуры и хорошего обмена раствора во всем объеме ванны. Равномерность толщины покрытий полых цилиндрических образцов из сталей 35, 15ХМФКР, 15ХМ2ФСБ и 15Х1М1Ф характеризуется данными табл. 18, из которых видно, что при хорошем перемешивании раствора и обеспечении его равномер- [c.48]

Опыты с растворами различного состава показали, что при электротермохимическом способе скорость осаждения покрытия в 3—10 раз выше, чем при обычном способе осаждения покрытий химическим восстановлением. Изменяя режим работы генератора, мо ч но еще более повысить интенсивность процесса. [c.286]

Наряду с положительными качествами процесс хромирования имеет недостатки. Так, хромовые покрытия плохо смачиваются маслом, при наращивании слоя хрома толщиной более 0,4 мм возникают трудности. Процесс подготовки деталей и нанесения покрытия является сложным, длительным и сравнительно дорогим. Кроме этого, нанесение хромовых покрытий протекает при низком коэффициенте полезного действия ванн 13—18%. Поэтому при восстановлении деталей электролитическими покрытиями процесс осталивания имеет ряд преимуществ по сравнению с хромированием. Так, процесс осталивания обеспечивает в 10 раз большую скорость осаждения металла (1—1,2 мм/ч), чем процесс хромирования, толщину наращивания (восстановления) поверхности детали осталиванием можно довести до 10 мм. Достаточно высок и коэффициент выхода по току (75— 85%), кроме этого, процесс осталивания имеет низкую стоимость исходных материалов для приготовления электролита. Электролитом при этом служат растворы хлористого железа. Состав электролита проверяют химическим способом и по плотнрсти. [c.213]

Осаждение химического никеля (табл. 43) в значительной мере зависит от кислотности электролита. Нормальное выделение никельфосфористого осадка происходит при рабочем интервале кислой области, соответствующей pH 4,5—6,5, и щелочной области, соответствующей pH 7—9. Примерно при pH 2 осаждение металла не прекращается, но поверхность металла разрушается и травится раствором. При pH 9,5 получают осадок ПЛОХОГО качества, а при pH 9,8—10 компактное осаждение прекращается. Скорость восстановления никеля зависит также от pH и неодинакова для разных значений ЭТОГО показателя. Этим объясняется значительное изменение содержания фосфора в осажденном сплаве. [c.196]

Помимо основных реакций, приводящих к образованию конечных продуктов, т. е. металла и продуктов окисления восстановителя, протекают обратные реакции — ионизация осажденного металла с переходом его ионов в раствор и восстановление окисленных продуктов. Скорость этих реакций значительно ниже основных, что и позволяет в конечном счете проводить процесс металлизации. Кроме этого, на электроде возможно протекание параллельной реакции разряда-иониза-ции водорода. Процесс осложняется еще и тем, что окисление восстановителя происходит с образованием продуктов различного химического состава и их химическим взаимодействием с водой, гидроксильными и гидроксониевыми ионами. [c.202]

Закономерности и механизм процесса активации полностью еще не выяснены, хотя по этому выпросу имеется ряд работ [2—10]. Сущность процесса активирования, проводимого на сенсибилизированной поверхности, заключается в том, что вследствие реакции с осажденным на поверхность восстановителем, например с гидроокисью олова, на ней оседает и каталитически активный металл в виде коллоидных частиц металла или малорастворимых соединений, которые восстанавливаются при окунании такой поверхности в раствор химической металлизации. Металлические частицы активатора служат каталитическими центрами, на которых начинается восстановление химически осаждаемого металла. В начальный период металлизации происходит рост отдельных частиц полусферической формы (рис. 26), которые постепенно увеличиваются и сливаются, образуя сплошную пленку металла. Период индукции — время от начала реакции восстановления осаждаемого металла до появления видимого глазом сплошного покрытия — зависит от скорости реакции восстановления и от плотности каталитических центров на поверхности. [c.55]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...