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

Продолокение табл. 18

При плотностях тока больше 3 А/дм3 тек­ стуры не было; опыты проведены в обычных условиях и в магнит­ ном поле 6500 Э.

А. В. Леонтьев, изучая процесс образования текстуры электролитических осадков кобальта на угловых катодах, нашел, что в большом диапазоне плотностей тока выде­ ление а- и [3-фаз идет одновременно. В случае получения только |3-фазы ось текстуры соответствовала направле­ нию [011]. Совершенство текстуры не велико и воспроиз­ водится плохо.

Основные результаты исследования текстуры осадков кобальта помещены в табл. 18.

НИКЕЛЬ

Никель характеризуется г.ранецентрнрованной куби-

О

ческой решеткой с параметром а=3,52 А.

Глоккер и Каупп в 1924 г. опубликовали обширный материал по рентгенографическому изучению структуры электролитических осадков меди, никеля, хрома и желе­ за. Осадки никеля, полученные из электролита, содержа­ щего Ni (NH4)2 (S0 4 )2, показали наличие ориентации кри­ сталлитов по оси [001]. Флорих и Кларк нашли в осалках никеля ось текстуры [0 0 1 ] и в отдельных случаях [ОН]. Они показали, что благоприятными условиями для возникновения текстуры являются незначительная плот­ ность тока и однородность структуры катода. Факторами, препятствующими возникновению преимущественной ориентации, являются высокая температура и выделение водорода, что противоречит взглядам Бозорта. Тамман и Страуматшс нашли, что в тонких слоях никель воспроиз­ водит структуру подкладки. Это положение подтвержде­ но Вудом, показавшим также влияние плотности тока на ориентацию. Наилучшее совершенство текстуры для ни-

137

'Пленки на поверхности катода даже при толщине в не­ сколько ангстрем препятствуют .влиянию ориентации 'кристаллитов катода па ориентацию кристаллитов в осадке. Электронографнческимн работами Финча и Кварелла установлена ориентация для никеля [011], а Финч и Вильямс показали, что влияние структуры катода про­ стирается на очень незначительные толщины. В основ­ ном структуру и ось текстуры определяют условия осаж­ дения.

■Попытке выяснить влияние состава раствора, плотно­ сти тока, температуры на свойства электролитического никеля посвящена обстоятельная работа С. П. Макарье­ вой, выполненная в 1938 г. Были найдены оси текстур [111] и [011] и дополнительно ось [001]. Разнообразие полученных в этой работе осей текстур не позволило ав­ тору дать теоретическое объяснение механизму возникно­ вения ориентации. При осаждении никеля из сернокис­ лых ванн при <к = 0,1 А/дм2 и температуре 20°С образу­ ются осадки с осью текстуры [111]. С повышением плот­ ности тока совершенство ориентации увеличивается; осадки, полученные при плотности тока 5 А/дм2 (70%),

слабо или совсем не ориентированы; при плотности тока 5 А/дм2 наблюдались оси текстур [112] и [113]. Повыше­ ние температуры до 60°С оказывает значительное влия­ ние на процесс образования текстуры. При этой темпера­ туре н г,,-=0,1 А/дм2 ориентация слабая; при повышении

до 0.5 А/дм2 возникает ось текстуры [112].

С. М. Кочергин получил осадки никеля из десяти раз личных составов электролита. Обнаружено, что влияние состава раствора проявляется главным образом при низ­ кой плотности тока и низкой температуре. Установлено ■также, что в электролитических осадках никеля ось тек­ стуры зависит от состава электролита, плотности тока и температуры.

По мере усложнения состава электролита возникает не одно направление ориентации, а несколько. Наряду с основной осью [0 0 1 ] образуется ось [ 1 2 2 ] и .в незначи­ тельной степени ось [113]. Введение хлористого калия

138

повышает совершенство ориентации. Понижение темпе­ ратуры ведет к понижению совершенства. При измене­ ниях плотности тока и температуры совершенство тек­ стуры меняется. Оно возрастает по мере повышения гк и температуры до максимума, а затем начинает падать. Таким образом, для каждого состава электролита суще­ ствуют оптимальные условия осаждения, ведущие к по­ лучению осадков с наиболее ярко выраженной текстурой.

В работе В. П. Моисеева и О. С. Поповой, посвящен­ ной рентгенографическому исследованию остаточных на­ пряжений в электролитических осадках никеля, установ­ лено наличие текстуры в матовых и в блестящих осадках никеля. Осадки никеля находятся в объемнонапряженном состоянии растяжения. Величина внутренних напря­ жений в матовых осадках несколько меньше, чем в бле­ стящих. В матовых осадках никеля основная масса кри­ сталлитов ориентируется плоскостью (0 1 1 ) параллельно поверхности осадка, тогда как в блестящих осадках об­ наруживается значительно менее совершенная текстура в том же направлении. Проведенное исследование дает дополнительный материал для решения вопроса о связи текстуры с напряженным состоянием осадков.

А. В. Леонтьев провел исследования текстур электро­

На рис. 61 показана зависимость перенапряжения от плотности тока. Изучая текстуру на различных участках электрода, А. В. Леонтьев пришел к следующим выво­ дам: текстура по оси [0 0 1 ] может образовываться при плотности тока до 2 А/дм2. Преимущественной областью образования текстур никеля по-оси [0 0 1 ] является плот­

никеля, электроосажденного из электролита, имеющего

139

ностях тока от 1-до 3,5 А/дм2, а в электролите, имеющем

Рис. 61. Зависимость перенапряжения от плотности тока при электроосаждешш никеля

«ого из сернокислых электролитов, может образоваться только при плотности тока ниже 3 А/дм2; в осадках по­ лученных п.р« плотностях тока, превышающих 4 А ^м 2, эта текстура образуется почти всегда. Схема 'количест­ венных изменений характера и совершенства текстуры никеля, осажденного на непараллельные электроды, представлена на рис. 63. Эти 'исследования устанавлива­ ют связь текстуры с величиной перенапряжения и лозво-

140

ляют интерпремировать механизм образования текстуры с позиций теориш Патга;рова.

Основные данные о текстурах осадков никеля поме­ щены в табл. 19.

МЕДЬ

Медь имеет гранецетприр-ованную кубическую решет­

ку -с параметром а = 3,6074 А.

Глокке,р и Каупп в 1924 г. рентгенографически уста­ новили, что электролитической меди присуща такая ори­ ентация .кристаллитов, при которой ромйододекаэдричеокая плоскость (011) параллельна катоду. Совершенство текстуры возрастает с ростом толщины осадка. Осадки меди из цианистых ванн были не текстурированы. К та­ ким же выводам пришли Финч и Квареллн в результате электронотрафического исследования медных осадков. В опытах Бозорта ориентация у медных осадков практиче­ ски отсутствовала. Тамман и Страуманис, используя ме­ таллографический метод, отметили способность осадков меди воспроизводить структуру катода. Это же было, подтверждено исследованиями Вуда (рентгенографиче­ ские) и Хоз-ерсола (металлографические). Особенно де­ тально изучали осадки меди, которые были получены в промышленных условиях при рафинировании. Была об­ наружена текстура с осью [0 0 1 J.

■В 1943 г. С. П. Макарьева исследовала влияние по­ верхностно активных веществ и неорганических солей на ориентацию кристаллитов медных покрытий. Она показа­ ла, что при изменении плотности тока и введении в элек­ тролит добавок возможно возникновение в медных осад­ ках осей текстуры [112] и [011]. Совершенство ориента­ ции повышалось при увеличении содержания в электро­ лите серной кислоты, а также при добавке сернокислого натрия или изоамилового спирта.

С. М. Кочертин исследовал .влияние концентрации H2SO4 в электролите «а характер текстуры осадков элек­ тролитической меди.

Из полученных данных следует, что с повышением со­ держания серной кислоты в электролите совершенство ориентации [011] увеличивается. При содержании кисло­ ты 5 г/л о-садки меди не имели текстуры, а при содержа­ нии кислоты 200 г/л совершенство текстуры осадков при­ ближалось к 90—95%.

141

тока и пониженной тем­ пературе, имеют тексту­ ру по оси [0 1 1 ]