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

Таблица 31. Переключающие характеристики Со—Ni—Р-пленок

в направлении, обеспечивающем получение желательной ориен­ тации доменов в осадке.

В табл. 31 приведены данные, характеризующие переключаю­ щие свойства Со—Ni—Р-пленок в зависимости от концентрации гипофосфита в растворе и природы основы.

Получение Со—Ni—Р-пленок с высокой коэрцитивной силой, достигающей 1000 и более эрстед, возможно осуществить путем изменения состава растворов и условий осаждения покрытий. Джадж, Моррисон и Спелиотис [105] исследовали магнитные свойства таких осадков в зависимости от толщины и содержания кобальта в них. Получение пленок проводилось с использованием щелочного тартратного раствора, предложенного Бреннером и Ридделл [1]. Состав пленок находился в пределах от 99 вес. % кобальта и 1 вес. % фосфора до 30 вес. % кобальта, 68 вес. % ни­ келя и 2 вес. % фосфора.

На рис. 86 приведена зависимость Н й от состава для трех раз­ личных толщин. Интересным является то, что при содержании кобальта ~80 вес. % наблюдается изокоэрцитивная точка, т. е. при этом составе пленки ее коэрцитивная сила не зависит от тол­ щины. Эта особенность указанного сплава ярко проявляется на рис. 87.

Повышение коэрцитивной силы при увеличении содержания никеля в пленке от 10 до 30 вес. % объясняется тем, что направле­ ние оси легкого намагничивания при этом близко к нормали к плоскости пленки. При такой ориентации плотность дефектов возрастает по мере перехода от чистого кобальта к осадкам, со­ держащим ~25 вес. % никеля. С увеличением содержания нике­ ля кристаллическая анизотропия сплава, как отмечают авторы, не имеет уже столь важного значения.

115

116

твора, pH и температуры возможно в широких пределах изменять магнитные характеристики. Так, коэрцитивная сила Со—Ni—Р-

Для увеличения плотности записи на Со—Ni—Р-пленках н их сцепления с основой Мелилло [110] предлагает получать двух­ слойные покрытия. Первый слой (толщиной 0,25 мкм) представля­ ет собой магнитомягкий сплав Ni—Fe—Р, наносимый из раствора, содержащего 30 г/л уксуснокислого никеля, 15 г/л сернокислого железа, 10 г/л гипофосфита натрия, 40 г/л виннокислого калия, натрия, 80 г/л лимоннокислого натрия, 10 г/л мочевины (pH 8—10 устанавливается добавлением гидроокиси аммония). Второй слой — Со—Ni—P-покрытие (толщиной 2,5—5,0 мкм), представ­ ляющее собой магнитотвердый материал, наносимый из раствора, содержащего 60 г/л сернокислого кобальта, 30 г/л сернокислого никеля, 10 г/л гипофосфита натрия, 40 г/л виннокислого калия, натрия, 80 г/л лимоннокислого натрия, 10 г/л мочевины (pH 8—10 устанавливалось добавлением гидразина, рабочая температура обоих растворов составляла 70—90° С).

Магнитные характеристики покрытий. В ИФХ АН СССР

было проведено исследование магнитных свойств Со—Ni—Р-по- крытий толщиной 20 мкм, осажденных из растворов, составы которых приведены на стр. 108. Измерения магнитных характе­ ристик производились на баллистической установке, описанной в работе [791. Результаты этих измерений представлены на рис. 88—90. Сопоставление полученных данных показывает, что низ­ кие значения коэрцитивной силы Н с (0,05—3 э) для всех сплавов, за исключением сплава 36 (см. табл. 30), в их исходном состоянии связаны с «жидкоподобной» (аморфной) структурой а-твердого раствора. У сплава с ~67 вес. % кобальта структура была кри­ сталлической и коэрцитивная сила равнялась 200 э. Максимальная магнитная индукция В т — Н возрастала с увеличением содер­ жания кобальта в сплаве, причем большим значениям pH соответ­ ствовали большие величины В т — Н. Прямоугольность петли гистерезиса Вг/(Вт — Н) этих сплавов была низкой и изменялась в пределах 0,15—0,30, за исключением сплава 36. У последнего величина В г/(Вт — Н) равнялась 0,63.

Как и в случае Со—Р-сплавов, термообработка приводит к из­ менению магнитных свойств покрытий, которое определяется протекающими в них превращениями (см. табл. 30). Наблюдае­ мое увеличение значений В т — Н и В г/{Вт — Н) после отжига при температурах 150—250° С для сплава с содержанием кобальта ниже 50 вес. % и увеличение коэрцитивной силы для всех иссле­ дованных сплавов после отжига при температуре 150—350° С определяются кинетикой распада исходного «-твердого раствора и выделения фаз фосфидов. Максимальные величины В т — Н и Вг/(Вт — Л) для сплава с ~67 вес. % кобальта смещены в об­ ласть более высоких температур (см. рис. 90). Это смещение свя­

117

зано с тем фактом, что выделение фосфида Со2Р в этом случае происходит при более высоких температурах.

Следует отметить, что величины магнитных характеристик ис­ следованных сплавов определяются соотношением фаз, их дис­ персностью, степенью ферромагнитное™ и доменной структу­ рой.

Некоторые данные о магнитных свойствах Со—Ni—Р-покры- тий приведены в работе [7J.

Твердость и коррозионные свойства покрытий. Результаты из­ мерений микротвердостп Со—Ni — P-покрытий различного состава (см. табл. 29) толщиной 40 мкм приведены на рис. 91. В исходном состоянии твердость покрытий в пределах точности измерений не зависела от состава и составляла 500—550 кГ/мм2. Твердость этих сплавов растет, достигая максимального значения 730—850 кПмм.2.

Рис. 88. Зависимость магнитных характеристик от температуры отжига Со—N i—P-покрытий (сплав № 1)

Рис. 89. Зависимость магнитных характеристик от температуры отжига Со—N i—P-покрытий (сплав № 2)

118

после отжига при 250—350° С. Это увеличение твердости связано с процессом дисперсионного твердения при распаде исходного твердого раствора и выделении новой фазы — фосфидатого или иного состава (Ni3P или Со2Р) или обоих вместе. При дальнейшем отжиге до 550° С в результате релаксации внутренних напряже­ ний, возникающих вследствие различия удельных объемов ма­ трицы и вновь возникших фаз, коагуляции и частичпой рекристал­ лизации частиц образовавшихся фаз, твердость покрытий умень­ шалась до 450—480 кГ/мм2.

Со—Ni—Р-покрытпя, согласно данным коррозионных испы­ таний в условиях обрызгивания растворами солей, как отмечают Бреннер и Риделл [1], оказались менее устойчивыми, чем хими­ чески восстановленные кобальтовые и никелевые покрытия.

I — сплав N1 1; 2 — сплав № 2; Я — сплав № 3

120

КОБАЛЬТ—ВОЛЬФРАМ—ФОСФОР

Исследования возможности введения в химически восстанов­ ленные Me—Р-сплавы вольфрама как элемента, известного своим влиянием на механические и другие свойства металлических систем, были начаты при получении сплавов на основе никеля [112]. Представляло также интерес исследовать возможность восстановления этого элемента совместно с кобальтом и устано­ вить его влияние на свойства покрытий, в частности магнитные. Несомненный металловедческий интерес представляют и данные о природе соединений, возникающих в этих трехкомпонентных сплавах при нагревании. С образованием этих соединений не­ редко связано появление технически полезных свойств покрытий.

Соосаждение вольфрама с Со—Р-сплавом, как показали ис­ следования [10 1, ИЗ], оказалось возможным из щелочных растворов, содержащих наряду с основными компонентами (ги­ пофосфит, соль кобальта, комплексообразующие и буферные сое­ динения) вольфрамовокислые соли. Подобно условиям, описан­ ным при изложении материалов по Со—P-покрытиям, процесс образования Со—W—P-покрытий протекает с практически при­ емлемой скоростью лишь при повышенных температурах.

Условия получения

Составы растворов для нанесения Со—W—P-покрытий, ис­ пользованные авторами цитированных выше работ [10 1, ИЗ], приведены в табл. 33.

Таблица 33. Составы растворов н условия получения Со—W—Р-покрытий

Приводимые ниже данные об условиях образования и свойст­ вах Со—W—Р-сплавов получены в серии исследований, прове­ денных в Лаборатории строения поверхностных слоев ИФХ АН

СССР, а также в работе [101].

В этих исследованиях в качестве основных использовались растворы, составы которых указаны в табл. 33.

121