175284. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezsé villamos vezető alapra felvitt, villamosan vezető rétegek vastagságának meghatározására
3 175284 4 reakciók fellépésének veszélye. Az egyenáramra szuperponált váltakozóáram nem speciális elektrolitokban is megszünteti a passzivitást, és biztosítja a fém anódos oldódását, ugyanis az anódos oldást gátló passzív réteg kialakulásához bizonyos idő szükséges, és az egyenáramra szuperponált váltakozóáram katódos félperiódusában a kifejlődött passzív gócok eltűnnek, és így a fém az aktív oldódás potenciáltartományában levő potenciált vesz fel. így tehát a váltakozóáram szuperpozíciójával gyakorlatilag minden fémréteg anódos oldódása biztosítható. Másrészt, a váltakozóáram szuperpozíciójának hatására az anódos oldódás egyenletessége fokozódik: ugyanis a váltakozóáram pozitív félperiódusában a felület kiálló részein (pl. kristály él vagy csúcs) nagyobb mértékben fokozódik az oldás sebessége, mint a viszonylag mélyebben fekvő részeken. A váltakozóáram negatív félperiódusában viszont bizonyos mennyiségű fém újból leválik a felületre, mert ez utóbbi potenciálja az anódos oldásnak megfelelő potenciálnál negatívabbá válik. A kiválás folyamata a felület mélyebben fekvő részein nagyobb mérvű, mint a kiálló részeken, annak következtében, hogy a kiálló részek közvetlen környezetéből a keverés gyorsabban eltávolítja az oldott ionokat, mint a mélyebben fekvő helyekről, és így a kivált fém mennyisége, amely a felület közvetlen közelében levő oldat ionkoncentrációjával arányos, nagyobb a mélyen fekvő részeken. Végeredményben tehát az anódos oldás egyenletesebb lesz. Értelemszerűen hasonló befolyást gyakorol a váltakozóáram a katódos folyamatokra is. A kis amplitúdójú váltakozóáram szuperponálása az elektródfolyamatot fenntartó egyenáramra lehetőséget biztosít a vizsgált elektródfolyamatok befejeződésének indikálására is. Az elektródfolyamat ugyanis váltakozóáramú szempontból adott értékű impedanciával helyettesíthető [Faraday impedancia (3)]. A váltakozóáram áthaladása közben a vizsgált felületen az impedancia értékétől függő váltakozófeszültség lép fel. A vizsgált elektródfolyamat befejeztével az elektródfolyamatot váltakozóáramú szempontból jellemző impedancia hirtelen változik és ennek következtében a vizsgált felületen fellépő váltakozófeszültség, valamint annak harmonikus komponensei is hirtelen változnak. A váltakozófeszültség vagy annak valamelyik harmonikus komponensének változása az elektródfolyamat befejezését pontosabban indikálja, mint az eddig használatos potenciálváltozás. A fentiek alapján elektromosan vezető alapfelületre felvitt vezetőréteg rétegvastagságának meghatározása a jelen találmány szerint úgy történik, hogy az elektródfolyamatot fenntartó egyenáramra célszerűen választott amplitúdójú váltakozóáramot szuperponálunk, és a vezető réteg elektródfolyamatának befejeztét a vizsgálati mintán fellépő váltakozófeszültség változásával indikáljuk. Ez a jel egyúttal az alka’ mázott berendezés áramgenerátorának és kijelző egysegének leállítására is szolgálhat. A találmány szerinti készülék példaképpeni kiviteli alakjának hatásvázlatát az l.ábra mutatja. Az 1 minta az egymással sorosan kapcsolt egyenáramú 2 áramgenerátorhoz és váltakozóáramú 3 áramgenerátorhoz csatlakozik. Az utóbbi ki menete a kétáramkörű 4 kapcsoló egyik áramkörén keresztül kapcsolódik az 5 ellenelektródhoz. Az egyenáramú 2 áramgenerátor a bevonat elektródreakciójához szükséges megfelelő áramerősségű áramot szolgáltatja, amelyre a váltakozóáramú 3 generátor szabályozható amplitúdójú váltakozóáramát szuperponáljuk. Ez utóbbi biztosítja a vizsgált bevonat egyenletes oldását. Az 1 minta és az 5 ellenelektród közé a 6 feszültségérzékelő csatlakozik, amely a bevonat elektródreakciójának befejezését jelző potenciálváltozást észleli, és kapcsolja a kétáramkörű 4 kapcsolót, amely bontja a 2 és 3 áramgenerátorok áramkörét és a meghatározni kívánt rétegvastagsággal arányos jelet szolgáltató 7 kijelző áramkörét. Az 1 minta és az 5 ellenelektród közé — az alkalmazott reakciónak megfelelően megválasztott — elektrolitot helyezünk. A találmány szerinti készülék egy másik példaképpeni kiviteli alakja a 2. ábrán látható. Ez esetben az egyenáramú és váltakozóáramú 2, 3 áramgenerátor párhuzamos kapcsolásban van. A továbbiakban a berendezés megegyezik a fent ismertetettel. A 6 feszültségérzékelő a berendezés mindkét példa szerinti kiviteli alakjában egyaránt lehet egyenfeszültségre vagy váltakozófeszültségre érzékeny érzékelő. Az első eljárás szerint a feszültségérzékelő a vizsgált minta potenciálváltozását érzékeli, a második eljárás szerint pedig az egyenáramra szuperponált váltakozóáram hatására a Faraday impedancián fellépő váltakozófeszültséget vagy annak célszerűen választott harmonikus komponensét észleli, utóbbi esetben a választott harmonikusra szelektív váltakozófeszültségű feszültségérzékelőt alkalmazunk. A fentiek alapján a találmány szerinti készülék és eljárás az irodalomban (1, 2) eddig ismert módszerekkel és eljárásokkal szemben a következő előnyökkel jár: 1. a bevonat rétegvastagságának meghatározására szolgáló elektródreakció (pl. anódos oldódás) túlfeszültsége csökken és ennek következtében elkerülhető az a veszély, hogy a mérés pontosságát hátrányosan befolyásoló mellékreakció lép fel, 2. a passzív fémekből álló rétegek anódos oldódása egyszerűen biztosítható, mert az egyenáramra szuperponált váltakozóáram a passzív gócok kialakulását meggátolja, 3. a bevonat rétegvastagságának meghatározására szolgáló elektródreakcióval kapcsolatos Faraday impedancián az elektródreakció befejezésekor fellépő váltakozófeszültség változása az elektródreakció befejezését érzékenyebben jelzi, mint a potenciálváltozás, és ez lehetővé teszi a mérés érzékenységének fokozását. 4. a váltakozófeszültség egyik harmonikus komponensének szelektív mérése csökkenti az elektródokon kialakuló kettősrétegek kapacitásán folyó kapacitív áram. továbbá a generátor és érzékelő áramkörök egymásrahatása okozta zavaró hatást, és ezáltal még további érzékenység növelést tesz lehetővé. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás vülamosan vezető alapra felvitt, villamosán vezető rétegek vastagságának a meghatározandó vastagságú réteg ismert felületű részletével 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
