Макроскопический размерный эффект состава и свойств покрытий сплавами металлов группы железа с вольфрамом при индуцированном соосаждении:механизм формирования и следствия

Abstract

На примере получения сплавов Co-W показано, что наблюдаемые особенности индуцированного соосаждения, включающие макроскопический размерный эффект состава и свойств, а также нанокристалличность, являются следствием того, что индуцирующий агент (комплекс металла-осадителя) представляет собой полимерный комплекс с высокой молекулярной массой. В условиях высокой токовой нагрузки на электролит это приводит к электрохимическому участию молекул воды, образованию поверхностных оксид-гидроксидных слоев, наводороживанию и увеличению концентрации вольфрама в сплаве (следствие «побочной» реакции выделения водорода, подщелачивания и полимеризации индуцирующего агента). При масштабном переносе от лабораторных тестов к промышленной технологии, наряду с поддержанием обычных для электрохимического материаловедения параметров, наличие макроскопического размерного эффекта (зависимости состава и свойств от площади поверхности электроосаждения) требует соблюдения постоянства токовой нагрузки на электролит (объемной плотности тока).

Using the example of obtaining Co-W alloys it is shown that the observed features of the induced co-deposition, including the macroscopic dimensional effect of composition and properties, as well as nanocrystallinity, are a consequence of the fact that the inducing agent (a metal-precipitator complex) is a polymer complex with a high molecular weight. Under conditions with a high current load on the electrolyte, water molecules participate in the electrode process. This leads to the formation of the surface oxide-hydroxide layers and hydrogenation, as well as to an increase in the concentration of tungsten in the alloy due to a “side” reaction of hydrogen release, alkalinization and polymerization of the inducing agent. At a large-scale transfer from laboratory tests to industrial technology, along with maintaining the usual electrochemical parameters, the presence of a macroscopic dimensional effect (dependence of composition and properties on the surface area of electrodeposition) requires to maintain a constant current load on the electrolyte (volumetric current density).