Kinetyka elektrochemicznego osadzania metali

• Autorzy: Weber J.A. , Socha J.

Warianty tytułu

EN

Kinetics of the Eelctrochemical Deposition of Metals. Part 2

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pierwszej części tego opracowania omówiono podstawowe ogólne zagadnienia z kinetyki elektrochemicznej dotyczące elektrolitycznego osadzania metali. W szczególności zdefiniowano pojęcie warstwy podwójnej z uwzględnieniem nowego modelu tej warstwy , tzw. modelu żelowego. Zdefiniowano pojęcie potencjału równowagowego i gęstości prądu wymiany. Szczegółowo omówiono zagadnienia związane z polaryzacją katody, jej rodzajami oraz towarzyszące im nadpotencjały. W niniejszej części opracowania omówiono szczegółowe pojęcia dotyczące elektrolitycznego osadzania metali. Między innymi dotyczą one pojęcia eletrodowo aktywnego jonu kompleksowego w procesie osadzania metalu i wielostopniowych reakcji elektrodowych. Podczas elektrolitycznego osadzania metalu z roztworu jego kompleksów może być aktywny elektrodowo, w określonym zakresie potencjałów, tylko jeden kompleks o określonej liczbie koordynacyjnej. Omówiono także teorię wielostopniowych procesów elektrodowych, uwzględniającą rodzaj i kolejność reakcji, która jest stopniem wyznaczającym szybkość (sws) całego procesu eletrodowego. Szczegółowo omówiono ważne dla galwanotechników osadzanie metalu w warunkach galwanostatycznych, bowiem z reguły procesy osadzania metali odbywają się przy stałej gęstości prądu. Podczas osadzania metalu, gdy szybkość procesu kontrolowana jest transportem masy, wytwarza się w pobliżu katody warstwa dyfuzyjna zubożona w jony metalu. Omówiono budowę tej warstwy, której grubość zależy od współczynnika dyfuzji jonu osadzanego metalu i czasu trwania procesu osadzania, nie zależy natomiast ani od zastosowanej gęstości prądu ani też od stężenia jonów metalu w głębi elektrolitu.

EN

In the first part of the paper the basic general problems of electrochemical deposition of metals have been presented. In particular the double layer notion has been defind taking into account its new model, so-called gel model. Notions of the equilibrium potential and the exchange current density have been defind. Problems related with electrode polarization, its nature and accompanying overpotential have been discussed in details. In this part the detailed notions of the electrochemical deposition of metals are presented, as among others - notion of electrode active complex ion in metal deposition process and multistage electrode reactions. During an electrolytic deposition of metal from the solution of its complexes, only one complex with a determined coordination number can be electrode active in determined potential range. Theory of multistage electrode reactions takes into consideration the type and sequence of reaction, which determines the rate (sws) of whole electrode process. Metal deposition in galvanostatic conditions is presented in details, which is important for platers, because metal deposition processes proceed as a rule at constant current density. During metal deposition, when the process rate is controlled by mass transport, a diffusion layer depleted in metal ions is formed at the cathode. Its structure is described in the paper. Its thickness depends on the diffusion coefficient of deposited metal ion and on the duration of deposition process, but is independent on the applied current density and the concentration of metal ions in the bulk of electrolyte.

Słowa kluczowe

PL

elektrolityczne osadzanie metali; wielostopniowe procesy elektrodowe; galwanotechnika

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2003
• Tom: Nr 3
• Strony: 3--8
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Weber J.A.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

autor

Socha J.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Galus Z.: Teoretyczne podstawy elektroanalizy chemicznej, Państwowe Wydawnictwo Naukowe – PWN, Warszawa 1977.
• [2] Juodkazis K.: Regularities of Mass Transfer of the Electrode Surface. Electrochemical Reactions of Indium and Gold, praca habilitacyjna – Uniwersytet Wileński, Wilno 1996.
• [3] Wyszomirskis R.M.: Kinietika elektroosażdienija mietałłow iz kompleksnych elektrolitow, Wydawnictwo Nauka, Moskwa 1969.
• [4] Ford-Smith M.H.: The Chemistry of Complex Cyanides, Her Majesty's Stacionary Office, London 1964.
• [5] Socha J., Weber J.A.: Podstawy elektrolitycznego osadzania stopów metali, Wydawn. Instytutu Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa 2001.
• [6] Socha J., Safarzyński S., Żak T.: J. Less Common Metals 43 (1975) 283-290.
• [7] Socha J.: Złocenie galwaniczne, Wydawnictwo Instytutu Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa 1979.
• [8] Weber J.A.: Oberfläche-Surface (1983) 8, 295.
• [9] Surwiła A.A., Jouzene G.J., Wyszomirskis R.M.: Trudy Litew. SSSR, Seria B, (1982) 4, 35.
• [10] Lipińska D., Wikieł K., Weber J.A.: Powłoki Ochronne 11 (1983) 3/4, 41-44.
• [11] Lipińska D., Grzęda P., Weber J.A.: ibid. 22 (1994) 1/2, 11-17.
• [12] Damaskin W.W., Pietrij O.A.: Wwiedienije w elektrochimiczeskuju kinetiku, Wysszaja Szkoła, Moskwa 1983, 305-311.
• [13] Bockris J.O'M., Nagy Z., Damjanowic A.: J. Electrochem. Soc. 119 (1972) 285.
• [14] Bockris J.O'M: Modern Aspects of Electrochemistry No 1, Chap.4, J.O'M. Bockris and B.E. Conway Editors, Butterwords, London 1954.
• [15] Bockris J.O'M., Reddy A.K.N.: Modern Electrochemistry, Plenum/Rosetta Edition, New York 1973.
• [16] Vetter K.J.: Elektrochemische Kinetik, Springer Verlag, Berlin 1961.
• [17] Bockris J.O'M.: Modern Aspect of Electrochemistry, No 3, Chap. 4, J.O'M. Bockris and B.E. Coney Edition, Butterwords, London 1964.
• [18] Rosebrugh T.R., Miller W.L.: J. Phys, Chem. (1910) 816.
• [19] Weber J.A.: Powłoki Ochronne 11 (1983) 4/5, 2.
• [20] Weber J.A., Socha J.: Powłoki Ochronne 31 (2003) 1, 15.