3.2.2.2. Влияние выравнивающих агентов

Экспериментальные данные говорят о том, что антивыравнивание наблюдается в том случае, когда скорость электроосаждения зависит преимущественно от скорости подвода простых или комплексных ионов металла к поверхности катода. То есть, когда плотность тока электроосаждения становится соизмеримой с предельной диффузионной плотностью тока.

Положительное истинное выравнивание проявляется, как правило, только в присутствии специальных добавок в электролите – так называемых выравнивающих агентов. Все выравнивающие агенты являются ингибиторами или стимуляторами катодного процесса. Они расходуются на катоде во время электроосаждения металла. В условиях, когда электролит проявляет положительные выравнивающие свойства, скорость расхода выравнивающих агентов определяется диффузией.

Неравнодоступность микропрофиля является причиной нераномерного распределения скорости подвода молекул или ионов выравнивающего агента к различным участкам микропрофиля. Ингибирующее или стимулирующее действие, оказываемое выравнивающим агентом на процесс электроосаждения металла, усиливается по мере увеличения скорости диффузии агента к катоду. Поэтому это действие проявляется в бόльшей степени на микровыступах и в меньшей степени – в микроуглублениях. Эквипотенциальность микропрофиля приводит к тому, что неравномерное распределение ингибирующего или стимулирующего действия выражается в неравномерном распределении скорости электроосаждения металла.

Из этих рассуждений ясно, что химическая природа выравнивающего агента и механизм процессов, приводящих к его расходу на катоде, не имеет принципиального значения. Поэтому выравнивающими агентами могут являться:

• различные ПАВ, способные восстанавливаться на катоде до поверхностно-неактивных соединений;

• органические вещества, которые включаются в катодный осадок;

• неорганические ионы, восстанавливающиеся с образованием сплава с основным металлом.

3.2.2.3. Влияние нестационарных режимов электролиза

Некоторые нестационарные режимы электролиза оказывают существенное влияние на усреднённое по времени микрораспределение скорости осаждения. К ним, например, относятся периодическое выключение или реверсирование тока.

При прерывании тока полностью или частично устраняются диффузионные ограничения. В результате этого микрораспределение приближается к равномерному. То есть уменьшается и положительное и отрицательное выравнивание.

Реверсирование тока в электролитах, не содержащих добавок, может уменьшить антивыравнивающее действие катодных периодов. А иногда за счёт интенсивного выравнивания микрорельефа в анодные периоды реверсирование тока приводит к положительному выравниванию. В присутствии добавок результаты реверсирования могут быть самыми различными. Это связано с тем, что нестабильность электродного потенциала оказывает влияние как на реакции, в которых принимают участие добавки, так и на адсорбционно-десорбционные процессы.

3.2.3. Методы исследования микрораспределения и оценки выравнивающей и микрорассеивающей способности электролита

Для оценки исходной шероховатости поверхности катода и поверхности электролитических осадков применяют профилографы, профилометры, интерференционные и двойные микроскопы. Распределение осадка изучают также с помощью микроскопического исследования поперечных шлифов образцов, на которые нанесены покрытия. Общепринятой методики оценки характера микрораспределения и количественного выражения выравнивающей и микрорассеивающей способности не существует.