Физикохимия поверхности и защита материалов, 2019, T. 55, № 3, стр. 314-323

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время большое внимание уделяется разработке новых технологий нанесения качественных покрытий, поиску эффективных добавок к электролитам, позволяющих значительно интенсифицировать процесс осаждения металлов и получать покрытия с оптимальным набором полезных свойств [1]. Широкому применению никелевого покрытия способствовала его высокая антикоррозийная стойкость в атмосфере, в растворах щелочей и некоторых органических кислот. Введение органических добавок в электролиты позволяет получать качественные покрытия без существенного снижения скорости электродного процесса, а включение органических соединений приводит к формированию композиционных покрытий, обладающих целым набором полезных физико-химических свойств.

Ранее была показана возможность формирования модифицированных полимером никелевых покрытий в процессе электролиза суспензий, содержащих тонкодисперсные порошки полимерных соединений. Так, в работе [2] исследовано электроосаждение металлополимерного никелевого покрытия, модифицированного политетрафторэтиленом. Отмечено высокое качество осадков, их повышенная коррозионная стойкость и низкие коэффициент трения и внутренние напряжения. Однако такой метод предполагает постоянное перемешивание электролита, поскольку находящиеся в суспензии частицы склонны к седиментации, к тому же состав покрытия нестабилен во времени. Новые возможности предоставляет использование растворов, содержащих органические соединения, способные к электрохимической полимеризации и включению в осадок с образованием композиционных покрытий с новыми, улучшенными по сравнению с чистым металлом характеристиками. Одной из таких добавок является N-метилпирролидон, показавший высокую эффективность при соосаждении с никелем [3, 4]. Установлено, что присутствие высоких концентраций N-метилпирролидона в сульфатном электролите никелирования приводит к включению его в осадок и, как следствие, улучшению качества и физико-механических свойств покрытий (адгезия, равномерность, мелкокристалличность, коррозионная стойкость, износостойкость, коэффициент трения). Триботехнические характеристики таких покрытий обеспечивают возможность их работы даже в режиме сухого трения [4].

В качестве присадки к электролитам никелирования ранее было рассмотрено еще одно соединение – ε-капролактам, относящееся к классу циклических лактамов. Показано [5], что вращивание органической компоненты в металл сопровождается ее электрохимически инициированной полимеризацией и ведет к формированию металлополимерных покрытий [6], поверхностная проводимость которых заметно выше, чем у чистого металла. Таким образом, было показано, что композиционные покрытия, модифицированные органическими включениями, можно получать не только из электролитов-суспензий.

Среди различных нетоксичных комплексообразователей, широко используемых в современной гальванотехнике для нанесения никелевых покрытий, важное место занимают аминокислоты [7–16], поскольку их применение, с одной стороны, значительно повышает возможности образования различных по составу и прочности комплексов, открывая практически неограниченные возможности управления процессом электровосстановления, а с другой – позволяет решать проблему утилизации отходов. Большинство таких исследований посвящено глицину и лейцину [11–16], которые, помимо комплексообразующих, проявляют буферные свойства и позволяют поддерживать постоянство pH прикатодного слоя [14].

Биполярный характер иона глицина обуславливает возможность адсорбции его как на положительно, так и на отрицательно заряженных поверхностях электрода. Эффекты адсорбции ПАВ, как известно, могут улучшить качество получаемого гальванического осадка, изменить энергию активации электродных процессов и строение поверхности металла, а, следовательно, кинетику и механизм электрохимических реакций. Несмотря на то, что изучению характерных особенностей выделения никеля из электролитов, содержащих глицин и лейцин, посвящен целый ряд работ, вопрос о природе разряжающейся частицы и механизме их влияния на кинетику процесса остается открытым. Например, достаточно полно исследованы кислотно-основные равновесия в растворах их комплексных соединений с ионами никеля(II) [11–14]. Показано, что лейцин с акваионами никеля в водных растворах образует моно-, ди- и трилигандные комплексы, выход которых определяется соотношением концентраций компонентов и кислотностью раствора [15, 16]. Образование аналогичных комплексов с анионами глицина, аланина и серина в хлоридных электролитах обсуждается в статье [8]. Установлено, что доля аквакомплексов уменьшается с усложнением молекулы аминокислоты от глицина к серину. Причем образования комплексов никеля с протонированной формой алифатических аминокислот, не содержащих дополнительных атомов азота, ранее установлено не было [17].

К настоящему времени экспериментально доказано, что катионы двухвалентного никеля существуют в водном растворе в виде гексагидратов, имеющих устойчивую октаэдрическую конфигурацию [18], вследствие чего перенапряжение выделения никеля из водных растворов достаточно высоко. Причем частичная дегидратация комплексов происходит непосредственно перед электродной реакцией [19]. Как известно, аминокислоты, с одной стороны, значительно повышают лабильность внутренней координационной сферы комплексов с их участием [18, 20], а с другой, в электролитах никелирования способны образовывать мостики электронной проводимости [12], что способствует облегчению электродной реакцию. По мнению же авторов [11], при последовательном замещении молекул воды в координационной сфере акваионов [Ni(H₂O)₆]²⁺ одним или двумя ионами бидентантного лейцина устойчивость координационного полиэдра должна возрастать вследствие хелатного эффекта и образования более прочных связей металл-азот в экваториальной плоскости.

Таким образом, нет единого мнения о природе и прочности электроактивных комплексов, образующихся в электролитах никелирования. К тому же участие аминокислот в координации с ионами никеля в растворе должно существенно сказываться не только на составе и прочности образующихся комплексов и, соответственно, на кинетике катодного процесса, но также на структуре и морфологии поверхности, что определяет функциональные свойства покрытий [21]. Настоящее исследование позволяет проанализировать взаимосвязь между природой и строением органических кислот и их влиянием на параметры электродного процесса и морфологию формирующегося осадка.

Цель работы – провести сравнительный анализ поведения органических кислот в электролитах никелирования, содержащих циклические лактамы, изучить влияние природы и концентрации добавок на кинетику электроосаждения и микроструктуру поверхности металлических и композиционных покрытий на основе никеля.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В режиме стационарного электролиза исследовали электролиты никелирования, содержащие: NiSO₄ в интервале концентраций от 0.25 до 1 моль/л, H₃BO₃ – 0.5 моль/л. Добавки вводились в следующих концентрациях (моль/л): ε-капролактам и N-метилпирролидон от 0.05 до 2.0, органические кислоты от 10^–3 до 10^–1. Использовали бидистиллят и химически чистые реактивы. Электролиз проводили в гальваностатическом режиме в стеклянной ячейке объемом 50 см³. Площадь катода (медь) – 2 см², анода (Н-1) – 20 см². Все электрохимические измерения проводили при 298 К в термостатированной трехэлектродной ячейке с коаксиальным расположением электродов. Электроды обезжиривали этанолом, декапировали в разбавленной (1 : 1) HNO₃, промывали и высушивали. Электрод сравнения – насыщенный хлорид-серебряный. Диффузионный скачек потенциала устраняли по методу “солевого мостика” с помощью капилляра Луггина, заполненного насыщенным раствором хлорида калия. Источником питания служил прибор УИП-2, силу тока в цепи регистрировали миллиамперметром М-253. Потенциал рабочего электрода фиксировали цифровым вольтметром В7-35.

О скорости осаждения никеля и толщине покрытия судили по результатам взвешивания на аналитических весах ЛВ 210-А до и после опыта с точностью ±10^–4 г. Данные гравиметрических измерений пересчитывали на токовые единицы. Толщину покрытия рассчитывали по формуле: ${{\delta }_{{{\text{с р }}}}} = \frac{{\Delta m \times {{{10}}^{4}}}}{{sd}},$ мкм, где S – площадь электрода, см², d – плотность никеля, г/см². Методика измерения емкости электрода описана в [4].

Исследования микроструктуры и морфологии поверхности проводили с помощью сканирующего зондового микроскопа SOLVER Р-47 [22]. В методе РФА используется явление дифракции рентгеновских лучей на кристаллической решетке, применяется излучение с длиной волны λ порядка величины межатомных расстояний в кристалле [23].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Данные поляризационных измерений, проведенных в стационарных условиях на медном катоде (рис. 1), показывают, что изученные аминокислоты увеличивают поляризацию электродного процесса, но не все в равной степени улучшают качество осадков никеля в рассмотренном интервале плотностей тока D_к. Особенности влияния аминокислот на кинетику процесса и качество покрытия определенно связаны со строением их молекул: удлинение углеводородного радикала, разветвление цепи, появление в ней гетероатомов и циклических фрагментов должно сказываться на адсорбционных и координирующих свойствах добавок и, как следствие, на кинетике электроосаждения никеля, микроструктуре и морфологии поверхности.

Рис. 1.

Экспериментальные суммарные поляризационные кривые, полученные в концентрированных электролитах никелирования без добавок (1) и с добавками α-аминокислот: лейцин (2), аргинин (3), гистидин (4), валин(5), глицин (6). $c_{L}^{0}$ = 10^–3 моль/л.

Поскольку никель выделяется при достаточно высоких электродных потенциалах (~0.9–1.1 В, х. с. э.), на катоде возможно протекание побочных реакций, о чем свидетельствуют значения выхода по току (ВТ) никеля, рассчитанные по привесам катода (рис. 2). Согласно приведенным данным ВТ никеля намного ниже 100%, особенно при низких плотностях тока (D_к < 15 мА/см²). Прослеживается тенденция снижения ВТ металла с усложнением молекулы аминокислоты: наиболее низкие значения отмечены для валина, аргинина и гистидина, тогда как глицин и лейцин существенного влияния на ВТ никеля не оказывают.

Рис. 2.

Зависимость выхода по току никеля от плотности поляризующего тока D_к в фоновом электролите (1) и в присутствии добавок: валина (2), гистидина (3), аргинина (4), лейцина (5), глицина (6).

Максимальное торможение катодной реакции наблюдается в присутствии глицина, строение которого способствует как адсорбции на поверхности электрода, так и участию в координации с ионами Ni²⁺. Высокая поляризация процесса также наблюдалась в присутствии валина и гистидина, имеющего циклический фрагмент в составе молекулы. Удлинение же углеводородного радикала при переходе к лейцину и аргинину сопровождается некоторым снижением поляризации (рис. 1). Изменение кинетики электроосаждения сказывалось на качестве и структуре осадка. В частности, в присутствии валина формировались полублестящие, идеально ровные мелкокристаллические осадки никеля, что хорошо видно при сравнении 3d сканов поверхности никеля, полученного из водного электролита (рис. 3а) и с добавкой валина (рис. 3б). На микрофотографиях отчетливо видно, что высота неровностей поверхности уменьшается. Таким образом, введение изопропильного радикала в α-положение молекулы глицина положительно сказывается на качестве покрытия.

Рис. 3.

3D модель АСМ исследования никелевого покрытия, полученного из фонового электролита (а), в присутствии добавки валина (б) и лейцина (в).

Поскольку, согласно емкостным измерениям, лейцин существенно понижает емкость никелевого катода в области потенциалов осаждения никеля, можно предположить, что разряд ионов Ni²⁺ осуществляется через адсорбционную пленку на поверхности катода. В присутствии лейцина морфология поверхности изменяется кардинально: наблюдаются существенные неоднородности в структуре субмикро- и нанозерен: кристаллиты вытягиваются и представляют собой линейчатые трубки (рис. 3в). Обнаружены зерна с высокой (до 200 мкм) плотностью дислокаций. При этом дислокации распределены хаотически, выстраиваются в дислокационные стенки, формируя границы с малоугловыми разориентировками. Внутри части зерен наблюдается формирование нанодвойников, содержащих прослойки глобулярного характера. В связи с этим, происходит формирование мелкокристаллической структуры с плотно стоящими, близкими по размерам сфероидами.

Для подтверждения формирования пленки, имеющей наноразмеры, образцы подвергли рентгеноструктурному анализу. Особый интерес представляло покрытие, сформированное из электролита с лейцином, поскольку его структура наиболее существенно отличалась от стандартного образца, полученного из фонового раствора (рис. 3в). Полученные данные представлены на рис. 4.

Рис. 4.

Результаты РСА никелевого покрытия, полученного из фонового электролита (1), и в присутствии добавки лейцина (2).

Приведенный на рис. 4а спектр демонстрирует неравномерное увеличение интенсивности пиков граней кристаллов покрытия, полученного в присутствии лейцина, что свидетельствует о преобладании одной из граней в поверхностном слое и позволяет говорить о появлении преимущественной ориентации кристаллитов. Вместе с уменьшением рассеиваемости (рис. 4б) это позволяет ожидать изотропных свойств у такого покрытия. Согласно данным дифрактограмм, упаковка металлической фазы более сгруппирована (рис. 4в, кривая 2), кристаллиты имеют ярко выраженный наноразмер – 35 нм (рис. 4г), что ~ в 1.5 раза меньше частиц, полученных из электролита без добавки.

Для количественной оценки влияния строения аминокислот на электроосаждение никеля были рассчитаны основные кинетические параметры процесса. Для их определения поляризационные кривые были перестроены в тафелевых координатах ΔЕ–lg i. Экстраполяцией полученных прямых на ось абсцисс были найдены токи обмена i_o, а по тангенсу угла наклона определены b_к и коэффициент переноса α Полученные результаты показывают, что снижение тока обмена катодной реакции происходит в присутствии всех аминокислот, наиболее существенное в присутствии гистидина. Наличие в молекуле циклического фрагмента и дополнительных атомов азота увеличивает ее координирующие свойства и, возможно, является причиной значительного затруднения катодной реакции. В присутствии валина усиливается необратимость катодного процесса. Значения углового коэффициента тафелевой зависимости находится в пределах, характерных для процессов, контролируемых реакций разряда (b_к = = 120–200 мВ), что подтверждает кинетический контроль процесса.

Исследования, проведенные в электролитах никелирования с варьируемой концентрацией основной соли, показали, что с уменьшением содержания сульфата никеля в электролите растет поляризация процесса (рис. 5а), улучшается качество, микроструктура и адгезия к основе [24]. Анализ данных по влиянию концентрации ε-капролактама на кинетические параметры электроосаждения никеля показывает, что его введение в низкоконцентрированные растворы сульфата никеля приводит к увеличению тока обмена, который возрастает с увеличением концентрации лактами в растворе. Это, согласно [25], наблюдается в случае участия в электрохимической реакции комплексных форм, преобладающих в растворе. И если в концентрированных растворах это явление наблюдалось только при высоких концентрацих КЛ (больше 1 моль/л [5]), то в изученных системах, когда концентрация основной соли составляла 0.25 моль/л, увеличение тока обмена отмечено во всей изученной области концентраций добавки.

Рис. 5.

Поляризационные кривые электроосаждения никеля при различных концентрациях NiSO₄ (моль/л): 0.25 (1); 0.5 (2); 0.75 (3) и 1.0 (4) (а) и (б) зависимость скорости осаждения i* никеля от поляризации ∆Е в присутствии добавки КЛ при $c_{L}^{0},$ моль/л: 0 – 1; 0.05 – 2; 0.1 – 3; 0.25 – 4; 0.5 – 5. с(Ni²⁺) = 0.25 моль/л.

Таким образом, уменьшение содержания основной соли в сульфатном электролите приводит к участию в электрохимической реакции образующихся в растворе комплексов ионов Ni²⁺ c КЛ. При восстановлении последних на катоде ионы никеля образуют металлическую фазу с включением молекул капролактама и остатков аминокапроновой кислоты [26]. Под действием тока происходит “сшивание” этих фрагментов с образованием соответствующего полимера, что способствует формированию на катоде металлополимерного покрытия. Условия протекания данных реакций зависят от размера цикла лактама, а также от количества и положения заместителей. Полимеризация таких веществ протекает под действием катализаторов катионного и анионного типов, в случае лактамов легче всего полимеризуются семи- и девятичленные циклы [27], поэтому электрохимическая полимеризация КЛ при его соосаждении с никелем должна протекать эффективнее, чем, например, в случае N-метилпирролидона. Проявлению ускоряющего эффекта КЛ (рис. 5б) может способствовать разряд из адсорбированного состояния комплексных соединений, в которых молекула лактама выступает в роли мостикового лиганда [26].

Для оценки влияния циклических лактамов и лейцина при их раздельном и совместном присутствии в электролите никелирования были получены микрофотографии поверхностей методом АСМ (рис. 6). Никелевое покрытие, сформированное в присутствии КЛ, имеет особую “сфероидную” структуру. По сравнению с чистым никелем (рис. 6а) оно более равномерно и однородно, при большом увеличении хорошо видно наличие сферических включений (рис. 6б). Исследования, проведенные с помощью романовского спектрометра, обнаруживают наличие КЛ в составе никелевого покрытия.

Рис. 6.

Электронно-микроскопические снимки поверхностей никелевых покрытий¹, полученных из фонового электролита (а) и в присутствии: КЛ (б), лейцина (в), МП и лейцина (г). $c_{{{\text{М П }}}}^{0}$ = $c_{{{\text{К Л }}}}^{0}$ = 0.5 моль/л. $c_{{{\text{Л е й ц и н а }}}}^{0}$ = 10^–3 моль/л. Масштаб: 2 мкм.

Морфология поверхностей никеля, полученных из электролитов, содержащих лейцин, достаточно гладкая, равномерная, без дефектов (рис. 6в). Пленки, сформированные из смешанного электролита (МП + лейцин), явно свидетельствуют о включении органических фрагментов в осадок (рис. 6г). Таким образом, совместный анализ материала по изучению кинетики и механизма электроосаждения никеля в присутствии аминокислот с данными спектральных измерений, показал, что комплексообразующие возможности N-метилпирролидона сохраняются при образовании им сополимеров, что позволяет управлять характером пространственного распределения металла в образующейся наноструктурной металлополимерной пленке [4].¹¹

Емкостные измерения, проведенные в электролитах, содержащих КЛ и глицин (рис. 7а), показывают, что при совместном присутствии добавок наблюдается четкая зависимость емкости двойного слоя от концентрации аминокислоты. Полученные данные свидетельствуют о постепенном увеличении поверхностной концентрации глицина с ростом его объемной концентрации, причем адсорбция глицина усиливается в присутствии КЛ. Возможно, это связано с комплексообразованием ионов Ni²⁺ с молекулами КЛ и закономерным увеличением адсорбционной активности аминокислоты.

Рис. 7.

Зависимость дифференциальной емкости С_п/S никелевого электрода в 0.1 М р-ре Li₂SO₄ (а) без добавки (1) и при совместном присутствии КЛ + ГЛ: C_КЛ = 0.1 моль/л, $c_{{{\text{Г Л }}}}^{0},$ моль/л: 10^–3 (2), 10^–2 (3) 5 × 10^–2 (4), 10^–1 (5); (б) в присутствии добавки N-метипирролидона при $c_{{{\text{М П }}}}^{0},$ моль/л: 0.1 – 1; 0.2 – 2; 0.5 – 3; 1.0 – 4; 1.6 – 5; 2.0 – 6.

В отличие от КЛ N-метилпирролидон понижает емкость двойного электрического слоя при потенциалах осаждения никеля (~–0.8…–1.1 В, х. с. э.) (рис. 7б). Как следствие, в присутствии N-метилпирролидона наблюдается значительное затруднение электродной реакции, как в фоновом электролите, так и в присутствии аминокислот. При этом, судя по микрофотографиям поверхности покрытия, полученного из электролита, содержащего лейцин, на катоде формируются никелевые пленки, модифицированные полимером (рис. 6г).

Проведенные поляризационные и адсорбционные исследования показали, что эффективность циклических лактамов и аминокислот оптимальна при их совместном присутствии в электролите, поэтому на следующем этапе были определены основные кинетические параметры процесса в присутствии глицина и КЛ, а также гликолевой и пировиноградной кислот в зависимости от $c_{L}^{0}$ (рис. 8). В изученных системах зависимость тока обмена от концентрации имеет минимум при $c_{L}^{0}$ = 0.01 моль/л за исключением гликолевой кислоты, в присутствии которой ток обмена монотонно снижается (рис. 8а, кривая 3). При этой же концентрации на зависимостях коэффициента переноса α от $c_{L}^{0}$ отмечен максимум (рис. 8б). Экстремальными являются и зависимости ВТ от $c_{L}^{0}$ (рис. 8в); в содержащем глицин электролите осадки никеля формировались с самым высоким выходом по току и скоростью осаждения (рис. 8в, 8г, кривая 1). Зависимость толщины осадка от $c_{L}^{0}$ достаточно проста и однотипна для всех изученных систем: с увеличением концентрации она снижается, стабилизируясь при $c_{L}^{0}$ > > 0.01 моль/л (рис. 8г).

Рис. 8.

Зависимость тока обмена реакции электровосстановления ионов Ni²⁺ (а), коэффициента переноса α (б), выхода по току ВТ (D_к = 15 мА/см²) (в) и толщины осадка δ (г), полученного за 10 мин, от концентрации: глицина (1), глицина в присутствии КЛ (0.1 моль/л) (2), гликолевой кислоты (3), пировиноградной кислоты (4).

Значительные затруднения электроосаждения никеля наблюдалось только в присутствии гликолевой кислоты (рис. 8, кривая 3). Отмечено снижение тока обмена (рис. 8а) и минимальные значения коэффициента переноса α (рис. 8д, кривая 3), что свидетельствует о высокой степени необратимости процесса. В этом случае на катоде формировались, хотя и без блеска, но ровные осадки хорошего качества, чего нельзя сказать о покрытиях, сформированных в присутствии пировиноградной кислоты. Судя по полученным данным, наличие в молекуле кислоты дополнительной гидроксильной группы, которая может быть еще одним координационным центром при комплексообразовании с ионами Ni²⁺, должно положительно сказываться на параметрах осажденного никеля, в отличие от карбонильной группы в молекуле пировиноградной кислоты, в присутствии которой внешний вид покрытия ухудшается.

Исследование морфологии поверхностей тонкослойных пленок методом АСМ в прерывисто-контактном режиме с одновременной визуализацией рельефа и фазового контраста показало существенные различия в анализируемых поверхностях. Сравнение сканов поверхности чистого металла и пленок, полученных из электролитов с добавками, показало наличие в последних сплошных сросшихся слоев, с величиной зерна, лежащем в нанометровом диапазоне. Так, из электролитов с глицином, формируется матрица глобулярного характера (рис. 9а), размер глобул лежит в пределах 300 нм. В местах соприкосновения глобул образуются поры, появление которых обусловлено достаточно крупными зернами осадка, не плотно прилегающими друг к другу. Образование пор можно объяснить выделением пузырьков водорода одновременно с осаждением никеля вследствие высокой поляризации процесса в присутствии глицина (рис. 1, кривая 6), что должно негативно сказываться на физико-механических и защитных свойствах покрытий. Исследования по оценке пористости отложений в зависимости от состава электролита и условий осаждения [28] позволяют уменьшить количество пор в осадках никеля и предложить оптимальный режим электролиза [29].

Рис. 9.

3D модели покрытий, полученных в присутствии глицина (а); гликолевой кислоты (б) ($c_{L}^{0}$ = 10^–2 моль/л); ε-капролактама ($c_{{{\text{К Л }}}}^{0}$ = 10^–1 моль/л) (в) и при совместном присутствии КЛ и глицина (г).

Покрытия, сформированные из электролитов с добавлением гликолевой кислоты, также имеют глобулярную структуру с высотой пиков до 60 нм (рис. 9б), но расстояния между глобулами равномерное, что ведет к формированию плотного слоя. В присутствии добавки происходит изменение механизма осаждения, следствием чего является увеличение поляризации и снижение тока обмена (рис. 8а, кривая 3). Образование гладких и мелкозернистых отложений связано с уменьшением размеров глобул и уплотнением кристаллического пакета [30].

В случае КЛ происходит слияние островков металла и полимера, что приводит к образованию сплошного сглаженного слоя (рис. 9в). Появление металлополимерных остроконечных зерен в покрытиях, полученных в электролите, содержащем КЛ и глицин (рис. 9г), можно обьяснить проявлением эффекта локальной электризации полимера вследствие самоориентации носителей заряда в сравнительно эластичную полимерную матрицу. Изменение кинетики электрокристаллизации, осложненное включением органических фрагментов в металлическую матрицу, явилось причиной существенного улучшения внешнего вида и микроструктуры осадков: были получены мелкокристаллические гладкие покрытия с зеркальным блеском. Сканы поверхности осадков, сформированных в присутствии КЛ и глицина, демонстрируют идеальную структуру слоя, состоящего из мельчайших кристаллитов, вплотную прилегающих друг к другу (рис. 9г).

Таким образом, варьирование составом электролита и режимами электроосаждения позволяет влиять как на кинетические закономерности реакции, так и на параметры зародышей металлической фазы в формирующихся металлополимерных покрытиях, что хорошо иллюстрируют данные рентгенофазового анализа и АСМ. α-аминокислоты, благодаря своим адсорбционным и координирующим свойствам, не только в разной степени осложняют протекание катодного процесса, но также влияют на микроструктуру: число, размер, ориентацию зерен осадка и плотность упаковки формирующихся кристаллов. В частности, в присутствии валина размер зерна уменьшается более, чем в 7 раз по сравнению с фоновым раствором. При формировании осадков из электролитов, содержащих лейцин, происходит увеличение плотности упаковки кристаллов и у них появляется преимущественная ориентация, что позволяет ожидать у таких покрытий изотропных свойств.

Уникальные свойства циклических лактамов позволяют им, включаясь в состав электроосажденного никеля, существенно изменять морфологию покрытия и придавать ему новые функциональные свойства. По сравнению с чистым никелем оно более равномерно, а при большом увеличении хорошо видно наличие сферических включений. Показано, что в присутствии КЛ и МП положительный эффект аминокислот усиливается, что проявляется в формировании никельполимерных осадков высокого качества с идеальной микроструктурой.