Структура та властивості міді і багатошарових плівок мідь-нікель, отриманих при імпульсному електролізі - Автореферат

Дніпропетровський державний університет СТРУКТУРА ТА ВЛАСТИВОСТІ МІДІ І БАГАТОШАРОВИХ ПЛІВОК МІДЬ-НІКЕЛЬ, ОТРИМАНИХ ПРИ ІМПУЛЬСНОМУ ЕЛЕКТРОЛІЗІРоботу виконано на кафедрі фізики Дніпропетровського державного технічного університету залізничного транспорту, Міністерства транспорту України. Науковий керівник - доктор технічних наук, професор Заблудовський Володимир Олександрович, Дніпропетровський державний технічний університет залізничного транспорту, професор кафедри фізики. доктор фізико-математичних наук, доцент Башев Валерій Федорович, завідувач кафедри металофізики Дніпропетровського державного університету. Захист відбудеться “_13_” _____ жовтня ______2000 р. о __1330______годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 08.051.02 при Дніпропетровському державному університеті за адресою: 320052, м.Традиційні методи електроосадження дозволяють змінювати властивості та структуру покрить завдяки розробці нових електролітів, введенню поверхнево-активних речовин, підігріванню та перемішуванню розчинів, що не завжди дає можливість отримувати покриття з необхідним комплексом властивостей. Зміна параметрів імпульсного струму значно впливає на величину і швидкість зміни перенапруги катоду (h), яка в свою чергу являється мірою пересичення (S) іонів металу, які розряджаються, і має значний вплив на формування структури металу, що осаджується. Таким чином, вивчаючи вплив того чи іншого режиму імпульсного струму на структуру та властивості металу, що осаджується, та, комбінуючи їх в програми, які представляють собою набір пакетів імпульсного струму з різними режимами, можна отримати шаруваті матеріали з різноманітною структурою, текстурою та фазовим складом складових шарів. Таким чином, дослідження впливу імпульсного струму на структуру та властивості міді, а також багатошарових структур мідь-нікель, являється актуальним. Вперше з простого сульфатного електроліту програмованими режимами імпульсного струму отримано мідно-нікелеві плівки зі структурою, яка змінюється від мікрошарової (з різними фізичними властивостями і товщиною складових шарів) до структури острівкового типу.У вступі обгрунтована актуальність роботи, сформульовані мета і задачі дослідження, наведено її основні положення та результати, показана наукова новизна та визначено практичне значення результатів досліджень. У першому розділі наведено стислий огляд досліджень, повязаних з різноманітними методами отримання міді, приведені відповідні результати дослідження її структури та деяких фізичних властивостей. Декілька із наведених робіт повязані зі способом електролітичного осадження багатошарових структур Cu-Ni на основі нікелю і їх механічними властивостями, а також приділено увагу широкому використанню мідно-нікелевих плівок як магніторезистивного матеріалу. Частоту слідування імпульсів струму (f) змінювали від 30 до 1000 Гц; шпаруватість (Q - відношення періоду до тривалості імпульсу) - від 2 до 32; середню густину струму (j) залишали незмінною і рівною 200 А/м2. Для осадження багатошарових плівок мідь-нікель використовували програмований імпульсний струм з різною тривалістю пакетів імпульсів струму різного режиму.При переході від постійного до імпульсного струму характер росту міді взагалі не змінюється - спостерігається стовпчастий ріст (рис.3а, 3б), але для міді, що осаджена при імпульсному струмі, кожний із “стовпчиків” складається з множини паралельних підкладці пластин (рис.3б). Для найбільш жорстких умов кристалізації розмір блоків мозаїки зменшився в порівнянні з постійним струмом від 450 до 130 нм, величина густини дислокацій досягала 1012см-2, а концентрація дефектів упаковки-6?7%. Використання біполярного струму із значенням густини струму зворотних імпульсів меншим граничного характер росту в поперечному зрізі не змінює, але приводить до зменшення блоків мозаїки, які досягають значення 90 нм. На основі запропонованої моделі формування двомірних зародків у відповідному кристалографічному напрямку було розраховано ймовірність їх утворення у семи кристалографічних напрямках в залежності від перенапруги катоду, чим і пояснено відповідні текстурні дані міді, отриманої у різних режимах електроосадження. Дія низькочастотного з великою шпаруватістю і густиною струму пакетів імпульсів струму сприяє осадженню шару нікелю, а високочастотного пакету з малою шпаруватістю і густиною струму - осадженню шару міді.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ