Влияние гидродинамического режима на формирование каталитической кластерной структуры палладия на диэлектриках для различных систем химического осаждения

Abstract

В работе представлены результаты исследований по формированию макрокластерной структуры металлического палладия на поверхности диэлектрика (Д) в условиях конвективной диффузии и (или) гидродинамического массопереноса ионов Pd(II) в реакционную зону. Такие слои Pdº на Д используются для проведения каталитических реакций химической металлизации Д (Sn, Cu) и осаждения тонких слоев неметаллических покрытий (PbS, PbO2). Динамика изменения количества макрокластеров Pdº изучена косвенным методом (по данным кинетических исследований реакции химического осаждения олова и сульфида свинца). Установлено, что каталитически активные центры (КАЦ) из макрокластеров Pdº не разрушаются даже в условиях критического гидродинамического режима осаждения металла (Sn0) или неметаллических соединений (PbS). Показано, что увеличение количества КАЦ на Д возможно только в случае применения гидродинамического режима на стадии сенсибилизации (при раздельном активировании) или в совмещенном растворе активирования. Установлена общая закономерность: в реакциях химического осаждения с диффузи-онным контролем скорость реакции металлизации (VSn) c увеличением скорости вращения образца (ω >> 0) снижается до нуля, а в случае реакции с кинетическим контролем (VPbS) – остается постоянной в условиях ω >> 0. Выявлены условия существенного повышения актив-ности Pdº-кластерной структуры в растворах лужения.

В роботі надано результати дослідження з формування макрокластерної структури металевого паладію на поверхні діелектрика (Д) в умовах конвективної дифузії та (або) гідродинамічного масоперенесення іонів Pd(II) до реакційної зони. Такі шари Pdº на Д застосовують для проведення каталітичних реакцій хімічної металізації Д (Sn, Cu) та осадження тонких шарів неметалевих покриттів (PbS, PbO2). Динаміку зміни кількості макрокластерів Pdº вивчено побічним методом (за даними кінетичних досліджень реакцій хімічного осадження олова та сульфіду свинцю). Встановлено, що каталітично активні центри (КАЦ) з макрокластерів Pdº на руйнуються навіть в умовах критичного гідродинамічного режиму осадження метала (Snº) або неметалевих сполук (PbS). Показано, що збільшення кількості КАЦ на Д можливо лише у випадку використання гідродинамічного режиму на стадії сенсибілізації (під час окремого активування) або у сумісному розчині активування. Встановлено загальну закономірність: в реакціях хімічного осадження з дифузійним контролем швидкість реакції металізації (VSn) із збільшенням швидкості обертання зразка (ω >> 0) знижується до нуля, а у випадку реакції з кінетичним контролем (VPbS) – залишається незмінною в умовах ω >> 0. Виявлено умови суттєвого підвищення активності Pdº-кластерної структури в розчинах лудження.

The results of researches on forming of macrocluster structure of metallic palladium on the surface of dielectric (D) in the conditions of convectional diffusion and (or) hydrodynamic mass transfer of the Pd(II) ions in a reactionary area are represented in work. Such layers Pdº on D are used for conducting of catalytic reactions of the chemical metallization D (Sn, Cu) and besieging of thin layers of non-metal tapes (PbS, PbO2). The dynamics of change of amount of the macroclusters Pdº is studied by an indi-rect method (from data of kinetic researches of reaction of the chemical besieging of tin and sulfide of lead). It is set that catalytically active centers (CAC) from the macroclusters Pd0 do not collapse even in the conditions of the critical hydrodynamic mode of besieging of metal (Snº) or non-metal соединений (PbS). It is shown that the increase of the CAC amount on D is possible only in the case of application of the hydrodynamic mode on the stage of sensibilization (at the separate activation) or in the combined solution of activation. General conformity to the law is set: in the reactions of the chemical besieging with the diffusive control speed of reaction of metallization (VSn) with the increase of speed of rotation of pattern (ω >> 0) goes down to the zero, and in the case of reaction with the kinetic control (VPbS)-remains permanent in the conditions of ω >> 0. The terms of substantial increase of activity of the Pdº-cluster structure in solutions of tinning are exposed.