Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Кочергин, С. М. Образование текстур при электрокристаллизации металлов учеб. пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

22.10.2023

Размер:

11.73 Mб

Скачать

☆

1 / 191 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

С. М. КОЧЕРГИН, А. В. ЛЕОНТЬЕВ

ОБРАЗОВАНИЕ ТЕКСТУР ПРИ ЭЛЕКТРОКРИСТАЛЛИЗАЦИИ МЕТАЛЛОВ

Допущено Министерством высшего

исреднего специального образования СССР

вкачестве учебного пособия

для студентов вузов, обучающихся по специальности

«Технология электрохимических производств»

Москва

«МЕТАЛЛУРГИЯ» 1974

С.	Образование текстур		при	электрокристаллизации		металлов.
	М. К о ч е р г и и, А'.	В.	Л е о н т ь е в .		М., «Металлургия», 1974.
с. 184.
тур	Приведены сведения о процессе образования н характере текс
	электролитически	осажденных металлов и сплавов;				описаны
методы рентгеиоструктурного и				электронографнческого		определе
ния	текстур; рассмотрены		зависимости		ориентации кристаллов от

состава электролита, плотности тока, температуры и других пара метров, изложены современные представления о формировании тек стур металлов и их роли в электродных процессах.

Предназначена в качестве учебного пособия для студентов ву зов, изучающих технологию электрохимических производств. Может быть полезна аспирантам и научно-техническим работникам, зани мающимся проблемой строения электроосажденных металлов. Ил. 69. Табл. 34. Список лит.: 19 иазв.

©Издательство «Металлургия», 1974.

31104—071

5—74

К 040(01)—74

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие

Закономерности..............................................................................................

роста

кристаллов

при

электро

Г л а в а

кристаллизации

металлов

..........................................

Общие сведения о теории кристаллизации

. .

Основные положения

теории

электро-кристалли

зации м еталлов.............................................................

Рост кристаллов и перенапряжение

.....................

Рост

единичного кристалла — н и т и .......................

Рост кристаллов при электролизе. Микроскопиче

ские

наблюдения. Спиральный

р о с т

.....................

Г л а в а

II.

Общие сведения

о текстуре металлов и рентге

нографический метод исследования текстур эле

ктролитических осадков

металлов

..........................

Типы

т ек ст у р

...............................................................

метод

исследования

тек

Рентгенографический

стур

электролитических

осадков

металлов

. .

Конструкция камер для получения рентгено

грамм веществ,

имеющих

т ек ст у р у

.....................

•

Методы

расчета

т ек ст у р ...........................................

текстуры

по

Пример

-аналитического

расчета-

рентгенограмме электроосаждеинон

меди. .

Графоаналитические методы определения индек

сов оси текстуры ....................................................

Основы

расчета

текстур

по электронограммвм .

Другие возможные методы анализа текстур

. .

Г л а в а

III. Зависимость текстуры электроосажденных метал

лов от условий электролиза .....................................

Общая классификация текстур электроосажден

ных

металлов

. . . .

- ..............................

Влияние

-структуры осн о в ы ...............................

Влияние состава электролита -и доба-вок. .

Влияние плотности тока и поляризации электро

да .......................................................................................

температуры

Влияние

Влияние толщины о с а д к а .....................................

перемешивания и

Влияние

переменного

тока,

мапнитного поля -на процесс образования

тек

стуры .................................................................................

Влияние ультразвукового -п о л я .........................

Связь текстуры с -размерами зерна электролити

ческих ооадков

металлов

..........................................

Связь совершенства текстуры и блеска электро

литических осадков металлов

...................................

Г л а в а

IV. О механизме

образования

текстуры

электро

осажденных

м етал л ах ..........................................

Историческая сп р ав к а ..........................................

Внутренние напряжения в осадках я образование

текстуры. Текстуры деформации.....................

а* Зак. 503

	Рост кристаллов и образование текстуры роста								106
	Работа	образования			двумерных		зародышей и
	ориентированный			рост'Кристаллов			..........................	111
	Связь работы образования					двумерных		зароды
	шей кристаллографических					гранен	кубической,
	тетрагональной и гексагональной решеток с пе
	ресыщением и перенапряжением. Возникновение								117
	тексту-ры...........................................................................								117
Г л а в а	V. Характеристика			текстуры		электролитических			122
	осадков	металлов		.........................................................					122
	Ц и н к ..................................................................................								122
	Х р о м ..................................................................................								128
	Ж е л е з о .............................................................................								130
	К о б а л ь т ............................................................................								135
	Н и к ел ь ..............................................................................								137
	М е д ь .........................................................................................								141
	С ер еб р о ............................................................................								152
	О л о в о	................................................................................							157
	С в и н ец ..............................................................................								163
	С у р ь м а ..............................................................................								166
	В и см у т ..............................................................................								167
	К а д м и й ........................................								168
	С е л е н .......................................................................................								169
	М арганец ................................................................................								169
	Результаты электронографнческнх						исследований		170
	текстур электроосажденных металлов . . . .								170
	Текстуры		некоторых		электролитических			сплавов	172
	Текстуры		других	м еталлов.............................................					176
Г л а в а	VI. Текстура	металлов и электродные					процессы . .		176
	Влияние текстуры осаждаемого металла на ка								176-
	тодные	процессы .........................................................							176-
	Влиячше текстуры анода на процессы растворе								181
	ния и	окисления...................................................						.	181
Список рекомендуемой литературы ..................................................									183

• Г » '

ПРЕДИСЛОВИЕ

Значение текстуры металла становится очевид ным при исследовании самых различных процессов. В настоящее время установлено, что в зависимости ■от характера ориентации зерен поликристаллические тела в значительной степени отличаются одно от другого по своим свойствам. Кроме различий в таких физико-механических свойствах, как твер дость, электропроводность, магнитная проницае мость, смачиваемость, блеск, сопротивление тре нию и др., они отличаются также по своей хими ческой активности, каталитическому действию, ско рости растворения, 'величине поверхностной энергии, характеру фото- и термоэлектронной эмиссии. Одна и та же реакция протекает на различных кристал лических поверхностях одного и того же вещества с различной скоростью. Отчетливо выявлено влияние ориентации кристаллитов на качество металличес ких пленок, полученных электролитическим путем, показана зависимость процессов электрополировкп и анодного оксидирования от текстуры металлов. Установлено, что термоэлектронные свойства чисто го вольфрама различны для каждого кристаллогра фического направления и отличаются по работе выхода на несколько десятых электронвольт. Мно го интересных характеристик получено при изуче нии магнитных и электрических свойетв металлов, имеющих текстуру. Очень часто текстура использу ется для повышения технологических или эксплуа тационных характеристик металлов. В то же время нередки случаи, когда текстуру приходится устра нять специальной обработкой, чтобы добиться ста тистической изотропности свойств поликристалли-

ческих металлов.

Изучение текстуры металлов, полученных элект ролитическим путем,— большая и еще мало иссле дованная область. Советским ученым принадлежат

заслуги в открытии многочисленных закономерно стей при электрокристаллизации металлов. За пос ледние годы наука обогатилась значительным коли чеством монографий и учебников в области теоре тической и прикладной электрохимии. Однако во всех этих трудах мы находим лишь весьма краткое описание закономерностей ориентации кристалли тов и электроосажденных металлах; приводимые в

них данные о текстуре электролитических осадков не могут считаться достаточными ни с теоретичес

кой, ни с производственной точки зрения.

В связи с большими требованиями, предъявляе мыми современной техникой к свойствам поверхно сти, за последние годы усилилась работа по изуче нию воздействия электрохимических факторов на свойства металлических покрытий. В первую оче редь это потребовало разрешения вопроса о связи поверхностных свойств со строением покрытия. Основные данные о текстуре получены с помощью рентгенографического и, в меньшей степени, элект ронографического методов.

Следует, однако, сказать, что эксперименталь ные результаты этих работ оказались весьма про тиворечивыми. Строгого соответствия между усло виями осаждения (составом электролита, электри ческим режимом, температурой и т. д.) и типом тек стуры, а также ее совершенством установить не удалось. Мало освещенным оставался и вопрос о механизме возникновения текстуры.

Так как книга является учебным пособием, то в ней приводится лишь краткий список литературы. Более подробный список, включающий восемьдесят два названия, помещен в ранее изданной книге С. М. Кочергина «Текстура электроосажденных ме таллов». М., Металлургиздат, 1960.

В отборе, анализе и компоновке материалов, во шедших в книгу, большую помощь оказала группа

Сотрудников лаборатории строения поверхностных слоев Института физической химии АН СССР. Сотрудникам лаборатории докт. хим. наук Ю. М. ПолукарО’Ву, каид. хим. наук В. П. Моисееву и особенно ее руководителю профессору I\. М. Гор буновой авторы выражают глубокую признатель ность.

В книге излагаются общие сведения о текстуре металлов, разбираются основные понятия и опреде ления; описывается методика рентгеиоструктурного анализа текстур. Освещаются теоретические сведе ния о процессе образования текстуры при электрокристаллизации металлов. Подробно анализируется зависимость ориентации кристаллитов от природы поверхности катода, состава и кислотности электро лита, добавок, плотности тока, температуры, катод ной поляризации. Устанавливается связь текстуры с величиной зерна осадков, их толщиной, формой электродов. Приводятся данные о методах получения текстур многих металлов. Описываются условия электролиза при получении текстур. Последняя гла ва посвящена определению роли текстур в эле ктродных процессах.


		ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
		d — межплоскостные расстояния
а,	Ь,	X— длина волны рентгеновских лучей
		с — трансляции		(параметры кристаллической ре
а,	(3,	шетки)		(параметры кристаллической ре
		у — осевые углы
(h,	k,	шетки)	кристаллографических		плоскостей
		l) — индексы
[ft,	k,	/ ] — индексы	кристаллографических		направлений
[«, v, w] — кристаллографические индексы					осей текстур
		0 — брэгговский угол отражения

р — угол между перпендикуляром к плоскости об разца и осью текстуры

Е — электрический потенциал ср — углы на рентгенограмме [л — химический потенциал

k — константа Больцмана R — газовая постоянная

RK— радиус рентгеновской камеры К — константа

Т— температура по шкале Кельвина

а— поверхностная энергия

/ — сила тока
1— плотность тока
1) — перенапряжение
т — время		кристаллического		зародыша
у — краевая энергия
W — работа	образования двумерного			кристалли
ческого зародыша			между соседними ато-
1[ц — работа	разрыва связей
_ мами
Ф — среднее	значение	работы отрыва		атома от
атомного ряда			(баллы или угловые
Б — совершенство текстуры
градусы)
pH — водородный показатель

Г л а в а I ЗАКОНОМЕРНОСТИ РОСТА КРИСТАЛЛОВ

ПРИ ЭЛЕКТРОКРИСТАЛЛИЗАЦИИ МЕТАЛЛОВ

Исследование механизма электрокристаллизации уже давно входит в круг важнейших проблем теоретической

электрохимии и имеет своей целью построение теорети

ческой базы ряда технологических процессов			и мето
дов— гальваностегии,	гальванопластики,	электрорафи
нирования металлов,	электрометаллургии	и др.	В этой

области работали и работают многие крупные ученые в

СССР и за границей. Труды этих исследователей приве ли к значительному прогрессу в наших представлениях о природе процессов кристаллизации при электролизе, хотя и не дали достаточно полных обобщений.

Несмотря на специфичность условий, связанных с переходом иона из раствора в кристаллическую решетку, рост кристаллов при электролизе протекает согласно за конам, близким к тем, которым подчиняется рост метал лических кристаллов из пара пли солей из растворов. Это относится как к стадии образования первых заро дышей новой фазы, так и к процессу .роста всего кристал ла и его отдельных граней.

Рассмотрим некоторые общие положения теории кристаллизации, помогающие изучению процессов электрокрпсталлизацни и возникающих при этом текстур ме таллов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕОРИИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

Для возникновения и роста кристаллов необходимо,

чтобы исходная фаза была пересыщена по	отношению
к возникающей в ней твердой фазе. Частицы,	попадаю

щие на кристаллическую поверхность из пересыщенной фазы, могут быть встроены в решетку только в местах роста. Число мест роста на грани является решающим фактором скорости роста грани. Рост кристалла связан с образованием зародышей различного типа: нульмер ных, одно-, дву- и трехмерных. Нульмерным зародышем часто формально называют единственную частицу, нахо

дящуюся на	поверхности; одномерный зародыш — це
почка частиц;	двумерный зародыш представляет собой

1 / 191 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ