Образование переходного диффузионного слоя "покрытие—подложка" при электрокристаллизации

Abstract

Рассмотрено образование переходного диффузионного слоя «покрытие—подложка» при электрокристаллизации. Результаты микрорентгено-спектрального анализа показали, что толщина диффузионного слоя при электроосаждении никеля на медной подложке составила 1,5—3 мкм при изменении катодного потенциала от 0,1 до 0,3 В, а при электроосаждении цинка на медной подложке – 0,5—2 мкм при изменении потенциала от 0,2 до 0,4 В. В рамках модели несовпадающих сфер в теории упругости рассчитаны энергии, необходимые для встраивания адсорбированных атомов никеля и цинка в кристаллическую решётку медной подложки. Показано, что для систем, образующих твёрдые растворы Ni—Cu и Zn—Cu, энергии, необходимые для встраивания атомов никеля или цинка в кристаллическую решётку медной подложки, являются достаточными, но недостаточными для встраивания атомов в кристаллическую решётку вольфрамовой подложки, что подтверждается результатами микрорентгеноспектрального анализа.

Розглянуто утворення перехідного дифузійного шару «покриття—підложжя» при електрокристалізації. Результати мікрорентґеноспектрального аналізу показали, що товщина дифузійного шару при електроосадженні ніклю на мідному підложжі склала 1,5—3 мкм при зміні катодного потенціялу від 0,1 до 0,3 В, а при електроосадженні цинку на мідному підложжі – 0,5—2 мкм при зміні потенціялу від 0,2 до 0,4 В. В межах моделю незбіжних сфер у теорії пружности розраховано енергії, необхідні для вбудовування адсорбованих атомів ніклю та цинку в кристалічну ґратницю мідного підложжя. Показано, що для систем, які утворюють тверді розчини Ni—Cu и Zn—Cu, енергії, що необхідні для вбудовування атомів ніклю чи цинку в кристалічну ґратницю мідного підложжя, є достатніми, але недостатніми для вбудовування атомів у кристалічну ґратницю вольфрамового підложжя, що підтверджується результатами мікрорентґено-спектрального аналізу.

The formation of transient diffusion layer at electrocrystallization in the transition ‘coating—substrate’ layer is considered. Results of the micro-Xray spectral analysis show that depth of a diffusion layer at nickel electrodeposition on a copper substrate is equal to 1.5—3 μm at variation of cathodic potential from 0.1 to 0.3 V and is equal to 0.5—2 μm at zinc electrodeposition on a copper substrate at potential variation from 0.2 to 0.4 V. Within the scope of the model of not coinciding spheres in the elasticity theory, energies, which are necessary for introduction of the adsorbed atoms of nickel and zinc into a crystal lattice of a copper substrate, are calculated. As shown, for systems, which form solid Ni—Cu and Zn—Cu solutions, the energy required for embedding of nickel or zinc into the crystal lattice of the copper substrate is sufficient, but it is not sufficient to embed atoms into the crystal lattice of the tungsten substrate. It is confirmed by results of the micro-X-ray spectral analysis.