Введение к работе
Актуальность темы. Развитие функциональной гальванотехники на современном этапе характеризуется использованием ПАВ во многих Процессах электроосаждения металлов. Это связано с возможностью получения из электролитов, содержащих ПАВ, покрытий с улучшенными функциональными свойствами. На пути дальнейшего использования' ПАВ в технологии нанесения покритий встает проблема прогнозирования их свойств, которые существенно зависят от природы и концен-трации'ПАВ, вводимых в электролит. Научно обоснованный подход к решению этой актуальной проблемы гальванотехники требует исследований целого ряда вопросов, в частности, влияния ПАВ на характер и параметры структуры электролитических покрытий, которая связывает свойства получаемых осадков с задаваемыми условиями электролиза и составом электролита.. Наряду с практической значимостью знаний структуры покрытий, полученных в присутствии ПАВ, они необходимы для понимания закономерностей влияния ПАВ на стадию электрокристаллизации металлов, а значит и на возникновение структурных дефектов в электролитических осадках.
В литературе имеются определенные сведения 6 влиянии некоторых добавок ПАВ на характер структуры электролитических покрытий (работы Р.Хинтона, Л.Шварца, Е.Хофера, Х.Хинтермана, Г.Фишера, К.Горбуновой, Ю.Полукарова, Ю.Гамбурга, Ю.Лошкарева, ВД'ро-фименко и др.). В некоторых работах был рассмотрен механизм влияния ПАВ на возникновение дефектов кристаллического строения осадков. Тем ке менее вопросы влияния ПАВ на основную стадию'электрокристаллизации металлов - автоэпитакейальнуго нуклеацию - и формирование на этой стадии тонкой структуры электролитических покрытий недостаточно изучены, что затрудняет проведение теоретически аргументированных обобщений для дальнейшего развития основ" управления процессом электроосаждения металлов в присутствии ПАВ и понимания реального механизма структурообразования на катоде.
Целью наотояшей работы было комплексное изучение особенностей структуры электролитических осадков меди большой толщины, полученных в присутствии добавок ПАВ Iполиакриламида и полиэтилен-гликоля) , выявление закономерностей влияния концентрации ПАВ на внутреннее строение и структурно-чувствительные свойства медных покрытий, а также теоретический анализ влияния ПАВ на стадию автоэпитаксиальной электролитической нуклеации и возникновение структурных дефектов (дислокаций и двойников) в электроосажден-ных г.ц.к. металлах.
Работа выполнялась в соответствии с общесоюзной комплексной научно-технической программой № 555 от 30.10.65 и № ІУО от 07.87 Ішифр программы 073.01; шифр задания 04.Ой.08), утвержденной Госкомитетом по науке и технике СССР, и координационным планом АН УССР по проблеме "Электрокристаллизация" ^направление 2.6,1.7).
Научная новизна и практическое значение работы
Впервые проанализировано влияние адсорбированных молекул ПАВ на процесс автоэпитаксиального некогерентного зародышеобра-зования и образование структурных дефектов при электрокристаллй-зации г.ц.к. металлов с позиций атомистической теории нуклеации и кристаллографических закономерностей построения кристаллической решетки. Показано1, что с повышением энергии адсорбции ПАВ и степени заполнения окТаэдрических граней растущего осадка адсорбированными молекулами ПАВ плотность дислокаций, порождаемых на стадии некогерентного зародышеобразования, должна возрастать, а концентрация двойников роста в осадках должна понижаться.
Экспериментально получены новые данные о закономерностях изменения типа микроструктуры и характера тонкой структуры слоев меди, осажденных в присутствии добавки полиакриламида (ПАА) из сернокислого электролита разной кислотности. Впервые было исследовано влияние добавки полиэтиленгликоля ШЭГ), а. также совместное влияние ПЭГ с ионами хлора на структуру и некоторые физико-механические свойства медных осадков. Результаты этих исследований позволили установить, что в присутствии ионов хлора определенной концентрации существенно усиливается влияние ПЭГ на стадию элекгрокристаллиэации'меди и, следовательно, на структуру'медных осадков.
Установлено, что при осаждении меди в присутствии добавок ПАА и ПЭГ определенной концентрации можно получать качественные покрытия с изотропной мелкокристаллической структурой, обеспечивающей повышенную микротвердость и прочность при достаточно высокой пластичности.
На защиту выносятся;
проведенный теоретический анализ автоэпитаксиального некогерентного зародышеобразования в присутствии адсорбированных молекул ПАВ при электрокристаллизации г.ц.к. металлов;
теоретически установленные закономерности влияния природы и концентрации ПАВ на возникновение основных типов кристаллических дефектов (дислокаций и двойников) в электроосажденных слоях г.ц.к. металлов;
з *
экспериментальные данные влияния концентрации полиакрил-амида и кислотности сернокислого электролита на внешнее и внутреннее строение, а также некоторые структурно-чувствительные свойства осадков меди;
результаты исследования влияния добавки полиэтиленгликоля, а также совместного влияния ПИТ и ионов хлора на структуру и фи-"" зико-механические свойства медных покрытий.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на А Всесоюзной конференции "Поверхностные свойства расплавов и твердых тел на различных границах раздела и применение в материаловедении" Іг. Кирж'ач-Москва, І9В6 г.),'.'IX Всесоюзной научно-технической конференции по электрохимической технологии 'Тальванотехника-87'1 {г. Казань, І9В7 г.), Ш Республиканском семинаре "Применение электронной" микроскопии для изучения структуры металлических, неорганических и биологических объектов" (г.-Паланга, 1987г.), УП Всесоюзной конференции по электрохимии (.г. Черновцы, 1988 г.), Республиканской научно-технической конференции "Применение ПАВ при электрокристаллизации металлов" 1г. Днепропетровск, І9В8 г.), ХЛ Европейской кристаллографической конференции 1г. Москва, І9Й9 г.), П Всесоюзном совещании по электрохимическим и газофазным методам синтеза тугоплавких соединений и материалов і г. Звенигород, 1989 г.);
Публикаций. Основное содержание работы опубликовано в 8 печатных трудах.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на ІБіі страницах машинописного текста, включает 5 таблиц, 43 рисунка и состоит из введения, пяти разделов, выводов и списка библиографических ссылок в количестве 147 наименований. " ." '
