химический каталог




ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ, выделение фазы (металла, сплава, оксида и др.) на поверхности электрода в результате протекания электрохимический реакции. ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ металлов лежит в основе гидроэлектрометаллургии (см. Электролиз)и гальванотехники. Металлы Au, Ag, Cu, Bi, Pb, Sn, Cd, Co, Ni, Fe, Zn, Mn осаждаются из водных растворов простых солей. Некоторые элементы - W, Mo, P, S - может быть выделены в виде сплавов с металлами группы железа. Al, Mg, Be, Zr и др., имеющие высокий отрицат. электродный потенциал (см. Электрохимический ряд напряжений), осаждаются из неводных растворов или расплавов солей.
ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ металла происходит при более отрицат. электродном потенциале, чем его равновесный потенциал в данном растворе (см. Поляризация). Выделение Ag, Pb, Cd из водных растворов простых солей происходит при небольших значениях поляризации электрода Со, Ni, Fe вьщеляются при высокой поляризации электрода; для Сu, Bi, Zn поляризацияимеет промежуточные значение. Величинарастет с увеличением тока i через электрохимический систему. Подвод разряжающихся ионов к поверхности катода осуществляется путем диффузии, конвекции и миграции. Ток iд, при котором скорость разряда ионов сравнивается со скоростью их доставки к поверхности катода путем диффузии, называют предельным диффузионным током. Дальнейший рост тока становится возможным при возрастании потенциала электрода до значений, достаточных для протекания новой электрохимический реакции (выделения Н2 или др. металлов). В режиме предельного диффузионного тока на катоде наблюдается рост дендритов и порошкообразных отложений, при более низких токах осаждаются плотные металлич. слои.
При содержании в растворе ионов несколько металлов и достижении потенциала их совместного разряда на катоде образуется осадок сплава. Для получения компактных слоев сплавов стремятся сблизить потенциалы разряда ионов, изменяя активность разряжающихся ионов (например, путем подбора соответствующих лигандов) или избират. торможением разряда более электроположит. металла (например, введением в раствор ПАВ). Наиболее часто встречающийся случай совместного разряда ионов - выделение металла и Н2.
Кол-во электричества, затраченное на выделение металла, отнесенное к общему кол-ву пропущенного электричества, называют выходом металла по току. Выделяющийся Н2 может включаться в материал катода и растущий осадок, ухудшая их физических-механические свойства. Особенно сильное воздействие водород оказывает на высокопрочные стали, вызывая развитие трещин, - так называемой водородное охрупчивание. Для устранения охрупчивания после нанесения покрытия изделия прогревают до восстановления исходных механические свойств.
Согласно закону Фарадея, количество выделяющегося металла на единице площади поверхности за единицу времени пропорционально току, поэтому распределение тока по поверхности электрода важно для получения равномерных по толщине покрытий, особенно на сложно профилир. изделиях. Распределение тока зависит от электрохимический поляризуемости dE/di, омич. сопротивления раствора, соосаждения примесей и локального выхода металла по току.
Морфология поверхности электроосажденных слоев и их структура определяются плотностью тока, температурой, интенсивностью перемешивания раствора, концентрацией компонентов, присутствием в растворе ПАВ или др. примесей. Повышение температуры, интенсивности перемешивания или снижение плотности тока способствуют росту более крупных и совершенных кристаллов.
ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ металлов обычно протекает в неравновесных условиях и в присутствии адсорбир. компонентов раствора. Следствием этого является отклонение физических и механические свойств электроосажденных металлов, особенно сплавов, от значений, характерных для равновесных условий. Осадки имеют более высокую твердость, пониженные пластичность и электропроводность, малый размер кристаллов. Плотность дислокаций достигает 1011-1012 см-1 , что соответствует предельным степеням деформации металла. Из-за повышенной концентрации вакансий в электроосажденных слоях наблюдается ускоренная взаимная диффузия компонентов в многослойных покрытиях. Особенно сильно отличаются от равновесных свойства электроосажденных сплавов, для которых характерно образование сильно пересыщенных твердых растворов и др. метастабильных фаз, иногда отсутствующих на диаграмме равновесия. В некоторых случаях на катоде осаждаются аморфные системы - так называемой металлич. стекла.
Соосаждение с металлом различные примесей может происходить не только в результате совместного разряда ионов (например, водорода, фосфора или серы), но и путем захвата из раствора заряженных частиц и нейтральных молекул ПАВ. Включение в растущий осадок крупных неметаллич. частиц (Al2О3, MoS2, алмаза и др.) приводит к образованию композиц. покрытий, которые может быть использованы в качестве абразивных или антифрикц. покрытий. ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ металлов и сплавов используется для придания поверхности изделия особых физических-механические свойств: магнитных (изготовление магнитопроводов и магн. экранов, нанесение рабочих слоев на диски элементов памяти ЭВМ), электрических (токонесущие слои волноводов и печатных плат, элементы сопротивлений и нагревателей), высокой твердости, сопротивления износу, отражат. способности, а также для покрытия контактов с низким переходным сопротивлением. См. также Электрокристаллизация.

Литература: Ротинян А.Л., Тихонов К. И., Шошина И. А., Теоретическая электрохимия, Л., 1981; Антропов Л. И., Теоретическая электрохимия, 4 изд., М., 1984.

Ю. М. Полукаров.

Химическая энциклопедия. Том 5 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
юпитер группа
мультимедийные камины купить
термосы германия
Подставка под горячее раскладная Stretch 100™

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(19.01.2017)