3. Kết quả và thảo luận
3.1. Kết quả mạ điện hoá đồng lên bề mặt hạt SiC
a. Ảnh hưởng của kích thước hạt cacbít silic, mật độ dòng catốt đến hiệu quả và chất lượng lớp mạ
Để nghiên cứu ảnh hưởng kích thước hạt bột SiC đến hiệu quả và chất lượng lớp mạ kim loại (Cu) đã cố định các thông số công nghệ khác, còn kích thước hạt SiC thay đổi (bảng 1). Kết quả quan sát hiển vi cho thấy lớp phủ đồng bám xít chặt lên bề mặt SiC (hình 3). Kích thước hạt cacbít silic ảnh hưởng đến hiệu quả mạ thể hiện rõ trên hình 3, trong đó H là hiệu quả mạ (tỷ lệ phần trăm số hạt bột silíc được mạ so với tổng số hạt bột silíc có trong một đơn vị thể tích bột đem mạ).
Hình 3. ảnh tổ chức tế vi lớp mạ Cu lên bề mặt hạt bột SiC
Từ hình 4 thấy, với mật độ dòng catốt không đổi, kích thước hạt SiC tăng thì hiệu quả mạ tăng rõ rệt. Đặc biệt với mật độ dòng catốt lớn thì hiệu quả mạ thay đổi trong một khoảng rộng, ví dụ với IC = 4 A/dm2, kích thước hạt silíc dSiC = (88÷100) μm thì hiệu quả mạ chỉ đạt 16%. Còn khi kích thước hạt SiC tăng dSiC = (300÷315) μm, hiệu quả mạ tăng đến 83%.
Như vậy kích thước hạt cacbít silíc có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả mạ.
Để khảo sát ảnh hưởng mật độ dòng catốt (IC) đến hiệu quả mạ, mật độ dòng catốt để khảo sát lần lượt là: 2; 3; 4 và 5 A/dm2, các thông số khác giữ cố định. Kết quả cho thấy khi kích thước hạt cacbít silic dSiC > 125 μm thì mật độ dòng catốt tăng, hiệu quả mạ tăng. Ngược lại với dSiC < 125 μm thì khi IC tăng hiệu quả phủ lại giảm, do xuất hiện một số mầm ưu tiên phát triển nhanh dẫn đến quá trình mạ cục bộ và tạo cục ở một số điểm, dẫn đến hiệu quả mạ giảm mạnh. Như vậy với cỡ hạt nhỏ mịn nên mạ với mật độ dòng catốt nhỏ (2 A/dm2)
Hình 4 và 5
b. Ảnh hưởng chiều dày lớp bột cacbít silic (δ) đến hiệu quả mạ
Chiều dầy lớp bột SiC được khảo sát lần lượt là 2, 5 và 10 mm. Khi mật độ dòng không đổi ảnh hưởng chiều dầy lớp bột SiC (khối lượng bột) tới hiệu quả mạ thể hiện trên hình 5.
Từ hình 5 thấy, khi chiều dầy lớp bột SiC tăng thì hiệu quả mạ giảm đáng kể là do sự khuếch tán của iôn Cu2+ vào sâu bên trong lớp bột giảm (lớp giáp bề mặt catốt), thậm chí bằng không. Như vậy lớp bên trong không được mạ đồng, hiệu quả mạ giảm một cách rõ rệt.
Từ những kết quả nêu trên kết hợp với các thông số công nghệ tối ưu của quá trình mạ đồng trên catốt phẳng đã xây dựng được quan hệ giữa chiều dầy lớp bột cacbít silic (δ) với mật độ dòng catốt tối ưu (I*C) cho từng cỡ hạt SiC (hình 6).
Hình 6. Sự phụ thuộc mật độ dòng tối ưu (I*c) vào số lượng và kích thước hạt SiC
