Влияние особенностей электрокристаллизации на формирование микрорельефа поверхности

 

На формирование микрорельефа поверхности электроосаждённых металлов влияют также особенности, связанные с электрокристаллизацией.

На поверхности электролитического покрытия присутствуют микронеровности, образовавшиеся в результате поликристаллического характера роста осадка и появления на нём различного рода структурных несовершенств. Кристаллическую шероховатость электроосаждённой поверхности определяет совокупность следующих факторов:

- размеры кристаллов,

- морфологическое строение и форма отдельных кристаллов,

-  ступени роста и дислокационные искажения,

- характер микрораспределения.

Рассмотренные выше эффекты истинного выравнивания проявляются и на элементах кристаллического рельефа. Они уменьшают, а иногда почти полностью подавляют тенденцию к формированию кристаллической шероховатости. Наоборот, в условиях антивыравнивания ускоряется рост неровностей, возникающих в процессе электрокристаллизации металла.

Таким образом, условия формирования зеркально блестящих осадков на поверхности, не обладающей зеркальным блеском, всегда соответствует комбинации положительного истинного выравнивания с полным подавлением процесса формирования кристаллической шероховатости.

 

Природа микрорассеивающей и выравнивающей способности электролита

Влияние диффузии

 

Современные представления о механизме микрорассеивания и выравнивания основываются на диффузионной гипотезе.

Толщина диффузионного слоя у катода соизмерима с масштабом микропрофилей. Поэтому микропрофили неравнодоступны в диффузионном отношении. Эффективная толщина диффузионного слоя различна на разных участках микропрофиля. В случаях, когда скорость электроосаждения металла зависит от условий диффузии к катоду или от него, микрораспределение будет равномерным. Если же диффузионных ограничений нет, то микрораспределение будет равномерным. Отрицательное выравнивание (то есть плохое микрорассеивание) возможно, когда с ростом эффективной толщины диффузионного слоя «δ» скорость электроосаждения (при постоянном потенциале) уменьшается. Положительное истинное выравнивание возможно, когда с ростом «δ» скорость осаждения увеличивается.

Существуют существенные различия между закономерностями микро- и макрораспределения.

Первое. Неравномерное распределение электродного потенциала, связанное с неравномерным омическим сопротивлением раствора, является характерной особенностью макропрофиля. Исключая некоторые особые формы (например, относительно узкие и глубокие микротрещины и микропоры), практически все микропрофили можно считать эквипотенциальными.

Второе. Резкое различие между закономерностями микро- и макрораспределения обнаруживается также при анализе распределения скоростей параллельных электрохимических реакций.

Распределение скоростей реакций на макропрофиле зависит от распределения электродного потенциала. Распределение потенциала, в свою очередь, связано с вторичным распределением суммарной плотности тока.

На микропрофиле, вследствие его эквипотенциальности, характер связи между распределением суммарной и парциальной плотностей тока меняется на обратный. Таким образом, распределение суммарной плотности тока (то есть вторичное распределение тока) зависит от распределения парциальных плотностей тока. Неравномерное распределение суммарной плотности тока на микропрофиле при наличии побочных реакций не влияет на распределение скорости осаждения металла и не может быть причиной положительного или отрицательного выравнивания.

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: