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

бавки раз­ мер зерна 8 мкм, за­ тем по ме­ ре увели­ чения до­ бавки

размер зерна бы­ стро па­ дает до

3—5 мкм и менее

Осадки олова могут быть весьма мелкокристалличе­ скими, а также крупнокристаллическими. Решающим фактором, определяющим величину зерна, является со­ став электролита. Н. Н. Грацианский и П. Ф. Калюжная нашли, что олово, полученное из станнатных электроли­ тов, имеет величину поверхности кристаллов в десять раз меньшую, чем олово, полученное из кислых электро­ литов. С увеличением зерен уменьшается скорость рас­ творения олова. Олово, осаждаясь на катоде, склонно да­ вать губчатые и дендритообразные осадки. Только добав­ ление коллоидных веществ позволяет получить равно­ мерное покрытие. Рентгенографическое изучение осадков олова показывает, что параметры решетки олова, полу­ ченного из сернокислого электролита, больше, чем у осадков из станнатных ванн. Предполагается, что это может происходить за счет водорода, включающегося в осадок. Финч, изучая электронографическую картину осадков олова, полученных из щелочнохлоратных ванн, определил ось текстуры [0 0 1 ].

С. М. Кочергин изучал влияние состава электролита на характер текстуры электролитических осадков олова. Основные сведения о текстуре осадков олова, исследо­ ванных им, помещены в табл. 25.

Электролитические осадки олова, полученные из стан-

161

венной ориентации кристаллитов. Лишь отдельные об­ разцы при толщине осадка выше 60 мкм обнаруживают ■слабую текстуру. При осаждении олова из сернокислого электролита отчетливо выявляется текстура по оси [0 0 1 ], имеющая высокое совершенство. Изменение плотности тока и температуры ведет к изменению ориентации кри­ сталлитов. При плотностях тока 1, 2 и 3 А(дм2 совершен­ ство текстуры максимально; при i„ 5 А(цм2 она ниже, а при гк 10 А/дм2 все осадки олова не имеют текстуры. По­ вышение температуры до 50°С даже при плотностях тока 3 А/дм2 ведет к образованию нетекстурированных осад­ ков. Исследования осадков олова особенно отчетливо по­ казывают влияние состава и температуры электролита, а также плотности тока на характер ориентации кристал­ литов. Особенно хорошо это показали Пангаров и Ми­ хайлова.

Данные, полученные этими авторами, приводятся в табл. 26.

При повышении плотности тока получаются губчатые осадки олова. При введении в станнатный электролит желатина получаются плотные осадки при сравнительно низких плотностях тока.

162

СВИНЕЦ

оси ориентации [111] и [112]. Отмечено, что увеличение плотности тока благоприятствует совершенству ориента­ ции. Структура поверхности катода сказывается лишь на структуре свинцовых осадков. Наилучшие осадки бы­ ли получены из перхлоратных ванн. Эти осадки имели наименьший размер кристаллитов и ясновыраженную ориентацию. Плоскость (112) была параллельна катод­ ной поверхности. Осаждение производили на катоды из железа, платины и воска, покрытого серебром. В каждом случае структура отчетливо изменялась, но ось текстуры была неизменной.

С. М. Дочернин установил, что электролитические осадки свинца, полученные из фенолсульфонового элек­ тролита, имеют высокую степень совершенства ориента­ ции кристаллитов, причем осадки были очень мелкокри­ сталлические.

Электролитические осадки свинца, полученные из кремнефтористоводородного электролита, имеют боль­ шой (размер зерен при очень слабо выраженной ориента­ ции. Повышение температуры электролита до 50°С суще­ ственных изменений не вносит.

Электролитические осадки свинца, полученные из борфторводородного электролита, по совершенству текстуры занимают среднее положение между осадками, выделен­ ными из фенолсульфонового и кремнефтористоводород­ ного электролитов. Следует отметить, что все три исследо­ ванных электролита для получения осадков с ориентиро­ ванным расположением кристаллитов требуют предвари­ тельной проработки током. После продолжительной ра­ боты эти электролиты не дают качественных покрытий.

Данные опытов показывают, что наиболее четкая тек­ стура образуется при толщине осадков в пределах от 20 до 70 мкм; при дальнейшем повышении толщины совер­ шенство текстуры остается неизменным или даже не­ сколько снижается. Направление оси текстуры при изме­ нении толщины осадка не изменяется.

Основные данные о текстуре осадков свинца помеще­ ны в табл.27.

163

Текстура электролитического свинца

ка осадки не текстуриро­ ваны

ные из ванн с фенолсуль­ фоновой кислотой

о

сл

СУРЬМА

Сурьма имеет ромбоэдрическую решетку с парамет­ рами а =4,4976 кХ, а='57°6/27//.

Для электролитичееких осадков сурьмы найдена ось ориентации [211]. Некоторые исследователи не обнару­ жили текстуры осадков сурьмы. Недостаточно полное описание условий получения осадков не позволяет сде­ лать обобщающих выводов о характере влияния условий электролиза на ориентацию кристаллитов.

С. М. Кочергин использовал следующие электролиты, позволяющие получить сурьму в виде ровного плотного осадка высокой степени чистоты (99,8 и 99,9%).

Электролит № 1 . 100 г порошкообразной сурьмы ки­ пятили в 250 г H2S 0 4 плотностью 60° Be, до прекращения выделения сернистого газа. Образовывалась тестообраз­ ная масса, в которую добавляли 10—>20 см3 50%-ной пла­ виковой кислоты, которая ускоряет переход сурьмы в раствор.

Электролит № 2. В 500 см3 10%-ной соляной кислоты растворяли 55 г SbCl3 и 65 г FeC^. Полного растворения не происходило. Образовывалась хлопьевидная взвесь желтоватого цвета. Электролит использовали после того, как вся взвесь осаждалась и раствор становился про­ зрачным, слегка зеленоватого цвета.

В целях изучения влияния структуры катода на ха­ рактер образующейся текстуры и выявления структур­ ных изменений в процессе роста было получено несколь­ ко образцов осадков сурьмы гальванопластическим пу­ тем из сернокислого электролита. Рентгенографическому анализу подвергалась сторона, прилегающая к катоду, и внешняя сторона.

Электролитические осадки сурьмы, полученные из ■сернокислого электролита, имели волокнистое строение и ярко выраженную ориентацию кристаллитов по оси [112]. Отдельные крупнокристаллические осадки тексту­ ры не обнаружены. Повышение плотности тока вели к получению порошкообразных осадков. Осадки сурьмы из солянокислого электролита по внешнему виду резко от­ личались от осадков сурьмы, осажденных из электроли­ та № 1. Они были зеркально блестящими и при ударе рассыпались в порошок. Рентгенограммы, снятые с гальванопластических образцов, показывают, что лишь пер­ вые слои по своей структуре аналогичны структуре ка-

166