УДК 621.81
ИГНАТЬКОВ Д.А.
состояния по схеме "давление + сдвиг" [3], деформирование в режиме

сверхпластичности и выдавливание квазижидких межкристаллитных
К ОБРАЗОВАНИЮ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В
прослоек в окружающую среду. Прохождение ударных волн сжатия через
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИ ОСАЖДАЕМЫХ ПОКРЫТИЯХ
микрообъемы осаждаемого металла и действие высокого давления

водорода в ловушках приводит к образованию метастабильньгх гидридных
Белорусский государственный университет информатики и
структур подобно случаю их возникновения в объемных системах Me-H
радиоэлектроники, Беларусь, 220027, Минск, ул. П. Бровки, 6,
при высоких давлениях газообразного водорода или неустойчивых
tel.: 2310421, fax.: 2313616, e-mail: kostyuk@gw.bsuir.unibel.by
кристаллических
структур
высокого
давления
при
отсутствии

взаимодействия осаждаемого металла с водородом. В процессе зарастания
Выдвинута гипотеза [1,2], что при электролитическом осаждении
движущегося поверхностного слоя переход от сильновозбужденного
металлов (ЭОМ) в движущемся поверхностном слое существует
состояния метастабильных структур к равновесному проходит через
сильновозбужденное
сдвигонеустойчивое
состояние,
подобное
стадии
промежуточных
структурно-фазовых
переходов,
переохлажденной жидкости (квазижидкое состояние), которое возникает
сопровождающихся образованием смесей кристаллических фаз разного
вследствие сильных коллективных колебательных движений, смещений и
состава с искаженными структурами и аморфной фазы, изменением
перемещений
атомов,
является
диссипативным
и
обусловлено
удельных объемов кристаллических структур, зарождением дефектов
воздействиями внешних (ударно-волновое нагружение на атомно-
кристаллической решетки, испусканием потоков точечных дефектов и т.д.
кристаллическом структурных уровнях в связи с перераспределением
После разгрузки осаждаемого металла в момент окончания электролиза, а
электронной плотности в моменты импульсных разрядов ионов) и
также

в
послеэлектролизном
периоде
времени
результатом
внутренних (связанных с действием в локальных объемах металла высоких
упруговязкопластпческого деформирования и неоднородных объемных
давлений водорода) полей. Такой поверхностный слой назван PH-слоем
изменений является появление упругих остаточных деформаций и,
[1]. Предполагается, что импульсивный характер перераспределения
соответственно, остаточных напряжений (ОН).
электронной плотности в каждые моменты импульсных разрядов ионов
Механизм образования ОН представляется следующим образом
порождает
ударно-волновую
нагрузку,
интенсивность
которой
(рисунок 1). Пусть в РН-слое или приповерхностной области возникла
определяется условиями и режимами электроосаждения металлов. В
метастабильная фаза с увеличенным удельным объемом кристаллической
результате в приповерхностной области PH-слоя возникают возмущения
решетки. Когда слои осаждаемого металла зарастают в глубь покрытия, то
различной природы (нагрузки, разгрузки, отражения и т.д.) в виде волн
ее превращение в устойчивую фазу сопровождается уменьшением
нагрузки, волн разгрузки и отраженных волн, распространяющихся с
удельного объема решетки. Сокращению объема препятствуют
определенными амплитудами и конечными скоростями в глубь
адгезионные связи с подложкой, что приводит к возникновению
осаждаемого покрытия, а также приэлектродный пограничный слой
временных напряжений растяжения. По мере роста толщины покрытия их
раствора электролита. Состояние поверхностного слоя в зависимости от
значения меняются вследствие наложения напряжений от вышележащих
степени интенсивности ударно-волнового нагружения и физико-
осаждаемых слоев. После электролиза временные напряжения растяжения
механических
свойств
осаждаемого
металла
может
быть
становятся растягивающими ОН. Образование ОН сжатия происходит по
упругопластическим, упруговязкопластическим и т. д. Интенсивное
обратной схеме: в РН-слое или приповерхностной области возникающая
нагружение приводит к созданию больших сдвиговых напряжений,
кристаллическая структура стремится сократить свой удельный объем, а в
вследствие чего в локальных областях осаждаемого металла возникают
нижележащих слоях обнаруживается стремление их к расширению из-за
сдвигонеустойчивые возбужденные состояния кристаллов с квазижидкой
появления устойчивой кристаллической структуры с большим удельным
структурой и квазивязким характером течения. Ударно-волновое
объемом. Если установление фазового равновесия происходит с
нагружение обусловливает передвижение квазижидкого вещества в PH-
запаздыванием, то процесс релаксации приводит к изменению значений
слое в гидродинамическом режиме деформации, фрагментацию объемов
временных напряжений в послеэлектролизном периоде времени по
структурных элементов разного масштаба с их сдвигом и поворотом,
сравнению с тем уровнем, который был зафиксирован в момент
ускоренный массоперенос элементов в условиях сильновозбужденного
выключения тока. После установления устойчивого фазового равновесия

временные
напряжения
переходят
в
ОН.
Пусть
в
2. Игнатьков Д.А. К образованию остаточных напряжений в

электролитически осаждаемых металлах // Электронная обработка
материалов. - 2001. - 5. - С. 21 - 31.- 6.- С. 16 - 34.
3. Хон Ю.А., Панин В.E. Об аномальном переносе в деформируемых
материалах в условиях "давление + сдвиг" // Физика твердого тела. -
1996. - T. 38. - 12. - С. 3614 - 3618.



Рис. 1 Схема образования растягивающих (а) и сжимающих (б) ОН
соответственно в электролитических покрытиях Cr и Sn. ВН- временные
напряжения. 1- РН-слой; 2- область фазового перехода (ФП); 3- зона
завершившегося ФП; 4- подложка; u- скорость роста покрытия; t- время;
V-объем
момент выключения тока в покрытии действуют временные напряжения
сжатия, а после электролиза во множестве локальных объемов
осажденного
металла
создается
высокое
давление
вследствие
перераспределения концентрации водорода, которое обусловливает
обратное фазовое превращение с сокращением удельного объема решетки.
В таком случае в приповерхностных слоях появляются временные
напряжения растяжения. Это может приводить или к снижению уровня
временных напряжений сжатия, либо к полному изменению их знака на
противоположный. В момент завершения обратного фазового перехода
временные напряжения становятся ОН, знак и величина которых
определяется степенью завершенности обратных фазовых превращений.
Последняя схема поясняет возможные причины появления ОН того или
иного знака из-за обратных неравномерных фазовых превращений в
результате перераспределения значений давления водорода во множестве
ловушек как во время электролиза, так и в послеэлектролизном периоде
времени.

1. Игнатьков Д.А. Механизм образования остаточных напряжений в
электролитических покрытиях // Письма в ЖТФ. - 1993. - T. 19. - В. 1. -
С. 70 - 74.