Файл: Физико-химические основы процесса химического кобальтирования..pdf

Рис. 45. Зависимость коэрцитивной силы Н с Со—Р-шіепок от pH раст­ вора [12]

Температура раствора 75° С; время осаж­ дения: 1—2 мин-, 2—10 май

этом незначительно — от 0,88 до 0,85 тл, а коэффициент прямоугольиости увеличивается от 0,65 до 0,8.

Очень подробные исследования зависимости магнитных ха­ рактеристик (в особенности Н с) от pH раствора были проведе­ ны авторами работы [20]. Состав раствора, использованный ими для исследований, приведен в табл. 2 (раствор VI). Авторами было показано, что магнитные свойства покрытий, полученных из растворов со значениями pH, лежащими в интервале 7,4 — 8,0, между собой сходны. В интервале же pH 8,0—8,2 наблю­

оно начинает сказываться при переходе к растворам с pH )> 8,0. Это влияние отражает происходящие при возрастании щелоч­ ности среды изменения как в содержании фосфора в осадках, так и в структуре их, рассмотренные в гл. II. К сожалению, на­ дежность обобщений относительно влияния среды снижается тем обстоятельством, что в ряде работ не учитывается влияние этого фактора на скорость процесса, изменяющую толщину покрытий, образующихся за равные отрезки времени ведения процесса. Последняя же, как известно, получает отражение в результатах магнитных измерений.

Учитывая, что процесс восстановления кобальта в рассматри­ ваемых растворах связан с потреблением гидроксильных ионов и, соответственно, с изменением pH среды представляет интерес рассмотреть влияние буферирующих веществ, стабилизирующих среду, на магнитные характеристики Со—Р-осадков.

Влияние буферирующих добавок. В качестве буферирующих добавок в растворах для химического кобальтирования исполь­ зовали в основном соли аммония и борную кислоту. Следует, од­ нако, напомнить (см. гл. I), что оба эти вещества, помимо их буферирующего действия, участвуют в образовании комплексов с нонами кобальта [15, 18]. Тем не менее основная роль этих веществ состоит в поддержании постоянства реакции среды, т. е. pH раствора.

Данные о влиянии хлористого аммония на магнитные свойства покрытий приведены в работах [13]. Основной раствор содержал 35,7 г/л хлористого кобальта, 15,9 г/л гипофосфита натрия, 31,5 г/л лимонной кислоты. Концентрация хлористого аммония изменя­ лась в пределах 0—107 г/л (pH раствора 8, температура 90° С).

Построенная по данным этой работы кривая «концентрация NH4CI—коэрцитивная сила» проходит через максимум, соответ­ ствующий 40 ка/м при концентрации 53,5 г/л. Значения максималь­ ной индукции в исследованном интервале концентраций хлорис­ того аммония снижались с 1,5 до 1,11 тл, а значения, характери­ зующие прямоугольномъ петли гистерезиса, проходили через максимум (0,75) при [NH4C1], равной 42,8 г/л.

72

Концентрация борной кислоты также существенно влияет на магнитные характеристики Со—Р-плеиок [71]. Данные, пред­

возрастает от 250 до 600 э, оставаясь далее почти без изменения. Кривая Вг/Вт — концентрация борной кислоты имеет максимум при концентрации 0,5 молъ/л.

Как видно из этих данных, ряд магпитпых свойств при возрас­ тании концентрации исследованных буферирующих добавок проходят через максимум, отражая двойственный характер их влияния на процесс.

Влияние концентрации гипофосфита на магнитные свойства Со—Р-пленок исследовано в ряде работ [12, 13, 23, 65, 67, 71].

Данные о влиянии концентрации гипофосфита на коэрцитив­ ную силу Со—Р-пленок, полученные в работе [12], приведены на рис. 49. При низких и средних величинах pH увеличение концен­ трации гипофосфита в растворе приводит к уменьшению величины коэрцитивной силы; при высоких значениях pH концентрация гипофосфита мало сказывается на коэрцитивной силе.

из рис. 50, величина эта изменяется от 0.8 до 0,65 при увеличении концентрации гипофосфита от 3 до 25 г/л.

Известно (см. гл. I,), что с увеличением содержания гипофос­ фита в растворе количество фосфора в покрытии также увели­ чивается. В работе [23] изучалась зависимость коэрцитивной силы пленок различной толщины от содержания в них фосфора. Ре­ зультаты этого исследования приведены на рис. 51 (при вычис­ лении толщины плотность Со—Р-сплава прпнпмалась равной 8,9 г/см3). Кривые, характеризующие зависимость Нс от содержа­ ния фосфора в сплаве, проходят через максимум. При толщине

Результаты этого исследования показали, что магнитные свой­ ства являются функцией как толщины, так н содержания фос­ фора в осадке.

Наличие корреляции между коэрцитивной силой и содержанием фосфора в пленке вытекало также из данных работы Миксика с соавторами [67]. Данные этой работы представлены на рис. 52; из них следует, что Нс прямо пропорциональна концентрации фосфора в пленке. Вместе с тем авторы отмечают, что основывать­ ся только на этом параметре при приготовлении магнитных пле­ нок не следует; существенное влияние оказывает на свойства пленок и структура.

73

растворах при увеличении концентрации гипофосфита от 0,1 до 0,35 молъ/л коэрцитивная сила снижалась от 200 до несколь­ ких эрстед, а прямоугольность петли гистерезиса — от 0,6 до 0,25. Для пленок, полученных в тартратных растворах, коэрци­ тивная сила проходила через максимум, равный 600 э, при кон­ центрации гипофосфита 0,25 молъ/л; прямоугольность петли гис­ терезиса для этих пленок резко возрастала при изменении кон­ центрации гипофосфита от 0,1 до 0,15 молъ/л, а затем оставалась постоянной на уровне 0,75.

В упомянутых выше работах [13] влияние гипофосфита изу­ чалось в интервале концентраций 0,05—0,33 молъ/л. Коэрцитив­ ная сила в этих пределах увеличивалась от 13,6 до 38,3 ка/м. Остаточная индукция снижалась от 0,9 до 0,67 тл, что было объяснено авторами уменьшением концентрации кобальта в спла­ ве. Коэффициент прямоугольности петли гистерезиса при этом увеличивался от 0,5 до 0,8. Наиболее резкое изменение свойств наблюдалось при изменении концентрации восстановителя от 0,05 до 0,20 молъ/л. При дальнейшем увеличении его концентра­ ции магнитные характеристики оставались почти постоянными.

Магнитные свойства покрытий толщиной —20 мкм в исходном

табл. 16, где/7с — коэрцитивная сила, В Т — остаточная магнитная индукция, Br/(Bm—і7)— прямоугольность петли гистерезиса. Из данных таблицы видно, что коэрцитивная сила Нс мало зависит от содержания фосфора в осадке, тогда как другие магнитные характеристики имеют тенденцию к увеличению с ростом кон­ центрации фосфора.

Следует, однако, отметить, что на магнитных характеристиках существенно сказывается характер микроструктуры покрытий, в частности, дисперсность кристаллитов в осадке, их ориентация, характер распределения фосфора, наличие внутренних напряже­ ний и т. д.

Влияние концентрации кобальта в растворе на магнитные ха­ рактеристики получаемых осадков изучалось в работах [13, 65,

75