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

температура 90—93° С). Указаний об атмосфере, в какой про­ водилась термическая обработка образцов, в работе не приведено.

В работе [74] Со—Р-сплав наносился на сталь 40 из цптратиого раствора следующего состава: 30 г/л хлористого кобальта, 20 з/л гипофосфита натрия, 100 г/л лимоннокислого натрия, 50 г/л хлористого аммония (pH 9—10, температура 90—92° С). Покрытия содержали 4,5—5,0 вес.% фосфора. Термическая обработка про­ водилась в вакууме (ІО-3 мм рт. ст.) в интервале температур

200-800° С.

Авторами работ [73, 74] было найдено, что с увеличением тем­ пературы отжига мнкротвердость возрастает, достигая максимума при температуре 400° С, а затем уменьшается. Наличие максимума на кривой твердость—температура объясняется распадом твердого раствора и выделением фазы фосфида кобальта. Состав фосфида не указывается. Изменение режима термической обработки, в част­ ности, увеличение ее длительности, не меняет описанной выше картины изменения твердости с температурой [74].

В работе Фрайца, Сарда и Вейла [82] исследована зависимость твердости Со—Р-пленок, толщина которых составляла 0,05— 2 мкм, от структуры и содержания фосфора. Результаты измере­ ния твердости, выявления текстуры в осадках, а также резуль­

(«субзерен») и дефектов упаковки, приведен в табл. 22. Из этих данных видно, что размер областей когерентного рассеяния (ОКР) в решетке Со—Р-сплава с низким содержанием фосфора оказался таким же, как и у электроосаждеиного кобальта, тогда как в об­ разцах с более высоким содержанием фосфора он был меньше. Столь малый размер ОКР, связанный, по мнению авторов, с ин­ гибирующим их рост влиянием фосфора, существенно сказывается на механических свойствах покрытий, в частности на их твер­ дости.

Результаты этого исследования, дающие представления об от­ носительном квадратичном смещении атомов <е|0)'/з в решетке

88

сплава, согласуются с соответствующими данными для электроосажденного, а также холоднообработанного кобальта [86].

Данные, приведенные в табл. 22, показывают, что в некоторых сплавах концентрация дефектов упаковки достигает очень высо­ ких значений. Так, в образце с 2 вес.% фосфора каждая четвер­ тая плоскость оказывалась в неправильном положении, в то время как в холоднообработанном и электроосажденном кобальте в таком положении оказывалась лишь одна из десяти плоско­ стей.

Исследование текстуры показало, что образцы с текстурой в направлении [0001] характеризовались большим размером бло­ ков, более низкой концентрацией дефектов упаковки и более низкой твердостью, чем образцы с ориентацией кристаллитов

внаправлении [1010]. В последнем случае твердость возрастала

сувеличением содержания фосфора в образцах.

Рассмотренные выше данные, характеризующие твердость Со—P-покрытий, позволяют сделать некоторые выводы. Твердость химически восстановленных кобальтовых покрытий значительно превышает твердость осадков, полученных путем электролиза, и металлургического кобальта. С увеличением содержания фосфо­ ра в Со—P-покрытиях твердость увеличивается. При отжиге покрытий их твердость достигает максимальной величины, при­ чем последняя пропорциональна концентрации фосфора в покры­ тии. Увеличение твердости покрытий в этом случае определяется процессом дисперсионного твердения, связанного с выделением фазы фосфида Со2Р.

ВНЕШНИЙ ВИД II ШЕРОХОВАТОСТЬ

Данные об этих характеристиках приводятся в работе [9]. Для исследований использовались растворы, составы которых указаны в табл. 23.

Таблица 23. Состав растворов для определения впешвего гида Со—Р-пленок [9]

89

Результаты обследования внешнего вида пленок, полученных из этих растворов, приведены в табл. 24.

При толщинах пленок менее 1 мкм поверхность имеет хороший блеск, причем разницы в блеске пленок, полученных из этих четырех растворов, почти не обнаруживается. На блеск пленок

вэтом случае большее влияние оказывает природа основы. С уве­ личением толщины пленок их внешний вид, как правило, ухуд­ шается, однако в каждом отдельном случае степень ухудшения внешнего вида зависит от характера раствора.

Как видно из табл. 24, большое влияние на строение поверх­ ности Со—Р-пленок оказывают природа и концентрация комплексообразователя. В частности, из растворов II при pH 8, 9 и 10 и растворов IV при pH 9 можно получить покрытия, не уступающие

вотношении блеска покрытиям из Ni—Р-сплава. Авторы считают

одного и того же состава Со—Р-плеики, получаемые при больших скоростях — в условиях более высоких температур — как пра­ вило, по внешнему виду хуже, чем при низких скоростях осаж­ дения. Благоприятное влияние па внешний вид поверхности осад­ ков, получаемых из растворов I и II, оказывает сульфат аммония. Оптимальная концентрация его составляет 0,6 молъ/л. Блеск поверхности осадков возрастает в присутствии в растворе III тиомочевины; оптимальный эффект был достигнут при концентрации

10мг/л.

Во всех случаях пленки из Со—Р-сплава проявляют тенден­

цию к увеличению шероховатости по мере возрастания их тол-

Таблнца 24. Влияние условий осаждения и толщины Со—Р-плонок на их внешний вид [9]

90

полученных из цитратиых растворов, меньше, чем у пленок, оса­ жденных из тартратных растворов.

Известно, что тонкие Со—Р-пленки используются для хранения информации в ЭВМ (запоминающие устройства). Задача получе­ ния магнитного материала, допускающего высокую плотность записи, непосредственно связана с толщиной пленки, на которой она проводится. В условиях повышенной влажности и достаточно высоких температур (40—70° С) наблюдается коррозия Со—Р-пле- HJK, вызывающая уменьшение толщины ферромагнитного слоя [66]. Ъ работе было обнаружено, что магнитный момент химически восстановленных Со—Р-плеиок уменьшается при хранении их во влажной атмосфере в условиях высокой температуры. Установ­ ленная в этой работе зависимость была использована для изуче­ ния коррозионного поведения покрытий из кобальта.

Для иаыесения покрытий использовались два раствора сле­ дующих составов: I — 0,11 молъ/л сернокислого кобальта,

91