65517 Obraz (2586)

V

128

Jest to przyczyną energetycznego zróżnicowania parametrów kinetycznych procesu, tzw. zarodkowania i wzrostu kryształów w zależności od realnej struktury podłoża. Dopasowywanie odległości międzyatomowych warstwy osadzanego metalu do odległości międzyatomowych w podłożu wywołuje występowanie w warstwie defektów, naprężeń i deformacji. Może to być przyczyną zmiany kinetyki składowych części procesu elektrodowego.

Wpływ podłoża na strukturę warstwy otrzymanej elektrolitycznie uwidacznia się nie tylko w strefie bezpośrednio przylegającej do podłoża. Na przekroju poprzecznym warstwy mogą wobec tego istnieć strefy bezpośrednio lub pośrednio związane z podłożem oraz strefy związane tylko z warunkami procesu. Zależna jest od tego przyczepność, naprężenie czy też porowatość nanoszonej warstwy.

Rys. 9.9. I - jon zbliżający się do powierzchni trąd otoczkę solwatacyjną, wymienia elektron i w położeniu, 2 - tworzy tzw. adatom (atom zaadsorbowany), 3 - poprzez powierzchniową migrację dyfuzyjną atom wbudowuje się w sieć krystaliczną, by przesunąć aę w położenie, 4 - o najmniejszej energii

Najmniejszą energię oddziaływania ma atom znajdujący się we wnętrzu kryształu (4), największą zaś ma atom leżący na powierzchni (2) i nie stykający się ze „schodkiem”. Z kolei atom stykający się z tymże schodkiem ma pośrednią energię (3) i jest to tzw. atom „półkiystaliczny”. Do przesunięcia atomu (3) do położenia (4) nie jest już potrzebna dodatkowa energia.

Reasumując 1. Na skutek reakcji redukcji katodowej na powierzchni kryształu pojawia się atom podlegający prawom adsorpcji na powierzchni krystalicznej (adatom). Drogą dyfuzji powierzchniowej atom ten zostaje przeniesiony do miejsca sieci, gdzie wbudowuje się kryształ. 2. Reakcja przejścia przebiega wyłącznie po zbliżeniu jonu do położenia półkrystalicznego, gdzie następuje jego wbudowanie w kryształ.

Etap decydujący o szybkości reakcji katodowego osadzania nie jest identyczny dla wszystkich tego typu procesów i zależy od mechanizmu reakcji. Czasem jest to reakcja przeniesienia ładunku, czasem natomiast dyfuzyjne, dwuwymiarowe przeniesienie adatomu do pozycji półkrystalicznej. Umiejętność ich praktycznego kontrolowania pociąga za sobą umiejętność sterowania procesem, np. osadzania stopów o dowolnie ustalonym składzie.

Proces elektrokrystalizacji podlega głównym prawom krystalizacji na powierzchni innej fazy. Potencjał chemiczny kryształu jest - ogólnie mówiąc - funkcją jego wymiarów, będąc odwrotnie proporcjonalny do tychże parametrów przestrzennych.

W zależności od szybkości powstawania zarodków krystalicznych i warunków, jakie stwarza podłoże, obserwuje się budowę różnego rodzaju elementarnych brył geometrycznych składających się na warstwę osadzoną. Tworzą się wobec tego spiralnie ułożone stożki, spiralnie rosnące piramidy lub też tzw. pióra (jak lód osadzający się na szybie w czasie mrozu). Ideowe schematy rzutów płaskich tych figur podaje rys. 9.10.

Rys. 9.10. Budująca się warstwa osadzanego metalu podporządkowuje swoją strukturę energii sied krystalicznej tworząc prostokątne piramidy (lj, figury w kształcie piór (2), lub spiralnie ułożone stożki (3)