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晶面生长模型在通电时的影响分析

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:电镀的目的是使金属离子在工件(电极)表面发生电化学还原而析出金属层。其反应过程如图2-2所示,这一反应过程可分为4个步骤:1)金属离子从溶液内部向电极表面扩散。2)金属离子在电场的作用下向电极表面的双电层内迁移。这与放电离子的本性、浓度、电极电势等因素相关。实际上,金属离子在平面位置上放电要比在其缺陷位置上放电所需活化能要低,这就支持了电沉积过程中的“全面放电理论”。图2-2 金属电沉积的反应过程

晶面生长模型在通电时的影响分析

电镀的目的是使金属离子在工件(电极)表面发生电化学还原而析出金属层。其反应过程如图2-2所示,这一反应过程可分为4个步骤:

1)金属离子(或水合离子或配位离子)从溶液内部向电极表面扩散。

2)金属离子在电场的作用下向电极表面的双电层内迁移(在这一步骤中金属离子要脱去其表面的配体)。

3)金属离子在电极表面接受电子(放电)形成吸附原子

4)吸附原子向晶格内嵌入(形成镀层)。(www.xing528.com)

仔细分析这4个步骤的进行速度,可以认为在这一连串的反应过程中,进行最慢的步骤的速度为总反应的速度,即为放电反应速度。其中哪一步为控制步骤呢?这与放电离子的本性、浓度、电极电势等因素相关。

人们在考虑水合离子进入紧密双电层后,以怎样的途径进入镀层的问题时,存在着两种观点:一种观点是认为放电离子全部经历了以上4个步骤中的1)~3)步,这种观点提出的假说为“全面放电理论”;另一种观点认为,金属离子的放电是在金属表面上的低能量点上首先发生的,也就是说在金属电极表面上的缺陷点上放电,这些缺陷包括位错、空穴、晶界等,这一理论称为“局部放电理论”。实际上,金属离子在平面位置上放电要比在其缺陷位置上放电所需活化能要低,这就支持了电沉积过程中的“全面放电理论”。

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图2-2 金属电沉积的反应过程

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