Formación de electrodepósitos aciculares de plata

M.A. PASQUALE; J.L. VICENTE; A.J. ARVIA

Medellín, Colombia

Congreso; XVIII Congreso de la Sociedad Iberoamericana de Electroquímica; 2008

Sociedad Iberoamericana de Electroquímica

En la electrodeposición de metales, se observa en ciertas condiciones la formación de “agujas”. Se producen generalmente, luego de transcurrido un cierto tiempo de electrólisis y en condiciones en las que se obtiene un electro-depósito ramificado. La formación de una “aguja” requiere que una punta se encuentre en condiciones marginalmente estables durante un tiempo prolongado. La transición entre una morfología de agujas a una donde predomina la bifurcación de la punta (“tip splitting”) y viceversa, depende de la composición del electrolito, la topografía del substrato, el potencial aplicado, la temperatura y las condiciones hidrodinámicas. En este trabajo se estudia la formación potenciostática de agujas de plata en un intervalo de potencial -1.0 < Ea-c < -0.22 V, empleando soluciones de sulfato de plata en ausencia de electrolito soporte y celdas quasi-bidimensionales de geometría circular y rectangular. La topografía de las agujas de plata en distintas escalas se determinó por medio de microscopía electónica de barrido (SEM). En la escala del micrón, la “aguja” puede describirse como vástago cilíndrico con un estrechamiento que termina en una punta delgada, cuyo perfil se aproxima a un cono o una parábola, según el régimen de crecimiento. En la escala sub-micrométrica, la superficie de la punta se encuentra cubierta de cristales triangulares con una base de aproximadamente 100 nm. La densidad de los cristales disminuye desde la punta al vástago de la aguja y depende de la velocidad de avance de la “aguja”. En condiciones estacionarias, la punta de la “aguja” de plata se desplaza a una velocidad aproximadamente constante y sin cambios en su forma en la escala de los micrones. La velocidad de avance de la punta es cien veces mayor que la del incremento del ancho del vástago de la “aguja”. Para la cinética de la electrodeposición, se observan dos regímenes definidos. En la punta de la aguja el proceso es rápido, y la nucleación se favorece por la presencia de un campo eléctrico intenso. En el vástago, el proceso de está controlado por difusión plana quasi- estacionaria. Estos efectos son consistentes con la anisotropía del campo eléctrico y del campo de concentración y con la formación aleatoria de los núcleos nanométricos en la región de la punta.