Electrodeposition of СoMo and CoMoP Alloys From

Cesiulis H., Tsyntsaru N., Budreika A., Skridaila N.

Abstract

УДК 621.35

The aim of the present study is to investigate the electrodeposition of Co-Mo and Co-Mo-P alloys from the weakly acidic citrate bath and clarify factors influencing the deposition rate and composition of obtaining alloys, as well as their structure. Sodium hypophosphite was used as a source of phosphorous. The deposition rates for cobalt–molybdenum coatings are sufficiently lower than that for pure cobalt. The alloys containing up to 10 at.% of Mo were electrodeposited. The deposition rate increases sufficiently when ternary Co-Mo-P alloys are electrodeposited. The increase in deposition rate in the presence of NaH₂PO₂is more evident at lower values of pH. It is caused probably by the easier reduction of hypophosphite ion at lower pH and incorporation of P into alloy that change kinetics of the Co and Mo codeposition. Based on XRD data it is concluded that Co-Mo alloys has a structure of hexagonal Co of dominating planes {100} and {110}. At higher concentration of Mo in the alloy (9.8 at. %) the XRD peaks shift to lower angles that is caused by the increase of interplanar distance of formed lattice. The broadening of peaks for the electrodeposited Co and electrodeposited Co-Mo alloys is similar; therefore the values of grain size for mentioned metals may be close to the values obtained for pure Co, i.e. ~40 nm. For the electrodeposition in wafers the low frequency current pulse mode was chosen. The alloy having composition (in at. %) Co-9.3Mo-3.5P was electrodeposited. The filling of the recesses is reasonable, and the height of obtained posts is the same, and the surface is flat and consists on the fine crystallites.

Целью настоящей работы является изучение электроосаждения сплавов Co-Mo и Co-Mo-P из слабокислых цитратных электролитов и выяснения факторов, влияющих на скорость электроосаждения и состав получаемых сплавов, а также их структуру. В качестве источника фосфора в сплаве применен натрий фосфорноватистокислый (Na₂HPO₂). Скорость осаждения покрытий сплавом кобальт-молибден существенно ниже, чем чистого кобальта. Осаждались сплавы, содержащие до 10 ат. % кобальта. Скорость осаждения существенно возрастает при электроосаждении трехкомпонентных сплавов Co-Mo-P. Ускоряющий эффект NaH₂PO₂ наиболее сильно проявляется при низких значениях рН электролита, что, видимо, связано с облегченным электровосстановлением H₂PO₂^- -иона и внедрением Р в сплав, что в свою очередь меняет кинетику соосаждения Co и Мо. Методом рентгенофазного анализа установлено, что сплав Со-Мо имеет структуру гексагонального кобальта, в которой преобладают текстуры {100} и {110}. При повышенном содержании молибдена в сплаве (9,8 ат. %) пики дифракции смещаются в сторону меньших углов, что вызвано увеличением межплоскостного расстояния. Ширина пиков электроосажденного Со и сплавов Со-Мо близка, поэтому и размеры зерен близкие и составляют ~40 нм. Для электроосаждения в темплатах выбран импульсный режим низкой частоты. В качестве примера осажден сплав состава Co-9,3Mo-3,5P (в ат. %). Получено приемлемое заполнение отверстий, одинаковые по высоте столбиковые выводы, поверхность покрытия гладкая и состоит из мелких кристаллитов.

Download full-text PDF. 4653 downloads

Menu

Vol. 46 (2010), Issue 5, p. 17-26

Electrodeposition of СoMo and CoMoP Alloys From

Abstract