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

наносились на стеклянную основу (10 X 7,5 с м 2), предварительно протравленную в разбавленном растворе фтористого аммония и подвергнутую сенсибилизации в 0,1 %-ном растворе хлористого олова и активированию в 0,0 1%-иом растворе хлористого палла­ дия (pH не менее 3). Промывка производилась после каждой опе­ рации. Исследования показали, что сплошного слоя палладия не образуется; в связи с этим наблюдались колебания в толщинах,

Пленки с соотношением количеств никеля и кобальта, лежа­ щим в пределах 0,6—2,2, и содержанием фосфора в пределах 9—12,5 вес. % были получены в результате изменения соотноше­ ния концентраций ионов никеля и кобальта в растворе в пределах 0,33—1,34, а также изменения pH от 8 до 9. Все полученные плен­ ки оказались напряженными; при достижении толщины более 3000 Â они отслаивались от основы. Результаты исследования зависимости коэрцитивной силы от толщины пленки приведены на рис. 83.

На рис. 83 представлены также соответствующие данные, полученные Лоулессом и Фишером (99]. Состав использованного ими раствора и условия осуществления процесса приведены в табл. 26.

Как видно из рис. 83, кривая зависимости коэрцитивной силы магнитомягких пленок от ее толщины почти для всех приведенных составов (исключение составляют пленки, имеющие высокое со­ держание никеля) проходит через максимум при 150—200 Â; дальнейшее увеличение толщины приводит к уменьшению Н с, которая при толщине 3000 А составляет всего несколько эрстед. В области толщин 850—1350 Â выявляется второй максимум,

Рис. 83. Зависимость коэрцитивной силы от толщины Со—N i—Р-пленок по данным работ [106] (1—d), [99] (5) и [107] (б)

з — 11,2; * — 9,0

111

менее четко выраженный и меньший по величине, чем первый. Теоретическое обоснование подобного характера зависимости коэрцитивной силы от толщины дано в работе [106].

На рис. 70, 76, 79, 81, 82 приведены полученные в работе [99] данные, характеризующие влияние на коэрцитивную силу и скорость осаждения покрытий отношения концентрации солей никеля и кобальта, pH, а также концентраций отдельных компо­ нентов раствора: гипофосфита, лимоннокислого натрия и серно­ кислого аммония. Как видно из этих данных, варьируя концен­ трацию компонентов раствора, можно получать осадки с коэр­ цитивной силой Нс = 5 ~ 15 э.

Рис. 84. Зависимость коэрцитив­ ной силы от содержания никеля в Со—N i—Р-покрытпях [99]

[Ni] 8 осадкеу Вес.%

Столь существенное влияние состава растворов на коэрцитив­ ную силу связывается с происходящим при этом изменением величин внутренних напряжений и химического состава пленок.

На кривой зависимости Нс от состава пленки, построенной по данным Лоулесса и Фишера [99], обнаруживается минимум для пленки с равным содержанием никеля и кобальта (рис. 84). Авто­ рами предполагается, что магнитострикция пленок такого соста­ ва равна нулю. Увеличение Н с относительно точки, соответствую­ щей магнитострнкционпому нулю, объясняется влиянием внут­ ренних напряжений.

В указанной работе [99] отмечается, что большое влияние нр магнитные свойства Со—Ni—Р-пленок оказывают природа и характер подготовки поверхности, на Которую наносятся покры­ тия. Так, при нанесении Со—Ni—Р-пленок на фосфористую брон­ зу при их толщине 2000 А величина Нс составляла —А э. Замена фосфористой бронзы на медь уменьшала величину Нс до 3,5 э. Коэрцитивная сила Со—Ni—Р-пленок, нанесенных на медную поверхность, предварительно покрытую слоем химически восста­ новленного никеля, оказывалась равной 2 э; в этом случае тол­ щина пленок составляла 300—600 Â. Если же на электрополиро­ ванную медную поверхность нанести слой химически восстанов­ ленного никеля, а затем слой Со—Ni—Р-сшіава толщиной 2500 А, то величина коэрцитивной силы уменьшится до 1,2 э.

Пленки с неаксиальной магнитной анизотропией могут быть получены в условиях, когда покрытия наносятся в магнитном поле напряженностью в 50 э [107]. Расположение такого образца

112

осью легкого намагничивания в направлении магнитного поля дает возможность получить квадратную петлю гистерезиса; поворот образца на 90° приводит к наклону петли гистерезиса. Анизотропия пленок может быть достигнута и другим способом, а именно, направленной полировкой поверхности основы — меди. Результаты измерений показали, что по форме петли гистере­ зиса пленки, нанесенные на такую основу, подобны пленкам, полученным в магнитном поле. Отсутствие преимущественной ориентации наблюдалось для пленок, нанесенных на слой меди, напыленной на поверхпость резины. Нанесение Со—Ni—Р-пле- нок осуществлялось в магнитном поле. Авторами отмечается, что такой способ магнитного выравнивания мало эффективен, если толщина пленок более 1000—1500 Â. По-видимому, в этом случае снова сказывается влияние основы.

Багровский и Лоуриенте [108] также исследовали влияние основы и условий наложения магнитного поля (200 э) в процессе осаждения Со—Ni—Р-плеиок на их анизотропию. Авторами ис­ пользовался раствор, несколько отличающийся по составу от раствора, предложенного Херитаджем и Уолкером [107]; количе­ ство гипофосфористой кислоты в растворе было увеличено до 15 мл/л. Пленки наносились на слои хрома и золота, напыленные на стекло в вакууме. Было выявлено, что угол падения атомного пучка Сг или Au на поверхность стекла существенно отражается иа анизотропии Со—Ni—Р-пленок. При напылении под острым углом анизотропия наблюдалась у пленок, осажденных как в маг­ нитном полб, так и без него. Осуществление напыления перпен­ дикулярно поверхности стекла способствовало проявлению ани­ зотропии только у пленок, получаемых в магнитном поле.

Более подробно влияние морфологии исходной поверхности на коэрцитивную силу пленок из Со—Ni—Р-сплавов было изу­ чено в работе [106]. Авторами были приготовлены медные по іерхности с тремя (7, I I и III) типами неровностей 2, согласно класси­ фикации Ллойда и Смита [111], и изучены магнитные свойства нанесенных на них пленок Со—Ni—Р.

На рис. 85 приведены данные, характеризующие зависимость Н с от толщины пленок, полученных на медных поверхностях с различной предварительной подготовкой, в сравнении с данными, для пленок, нанесенных на поверхность стекла. Из этого рисунка видно, что наибольшая Н с для одинаковых толщин Со—Ni—Р- пленок получена для поверхности II. Пленки, полученные на по-I

I — периодические неровности, длина которых соответствовала ширине стенки домена; поверхность представляла медную электроосажденную реплику с предварительно отшлифованной в одном направлении поверх­ ности стали; высота неровностей 1000—1500 Â; I I — неровности с длиной волны порядка размера стенки домена; поверхность хпмпчески полирован­ ной меди с высотой неровностей 2000 Â; I I I — неровности порядка тол­ щины пленки; электрохимически полированная медная поверхность с вы­ сотой неровностей + 300 А.

113

верхности I I I , соответствуют по величине Нс осадкам, получен­ ным на стекле (IV), однако при толщинах менее 1500 Â их свойства существенно различны.

Кореневым [109] были изучены магнитные свойства и струк­ тура Со—Ni—Р-пленок, полученных из раствора следующего состава: 20 г/л сернокислого никеля, 10 —20 г/л сернокислого

ственно составляла 6,5, 5,4 и 12,7 э. Рентгенограммы, полученные от образцов, отожженных при 300 и 400° С, были аналогичны исходным. Увеличение Н с с температурой отжига автором объяс­ няется коагуляцией дефектов.

Салло и Парк [104] запатентовали метод получения магнит­ ных Со—Ni—Р-пленок (состав раствора приведен на стр. 106), которые могут быть использованы для элементов памяти и логи­ ческих систем. При пропускании через раствор пузырьков кисло­ рода со скоростью 10—15 пузырьков на литр были получены по­ крытия, имеющие коэрцитивную силу 1,5—2,5 э. Кроме того, воз­ действие на магнитные свойства осуществлялось за счет введения в раствор тиомочевины в количестве 0,33 мг/л\ при нанесении покрытия рекомендуется располагать образец в магнитном поле

Рис. 85. Зависимость коэрцитивной силы от толщины Со—N i—Р-плеиок, осажденных на стекло и медь с различной подготовкой поверхности [106]

[Nil/tCo]: а — 1,1; б —0,62; [Р] (вес.%): а — 11,5; б —9,0

114