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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 腐蚀防护 » 求助：关于钨(Tungsten)电化腐蚀
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wardwood

金虫 (正式写手)

[求助] 求助：关于钨(Tungsten)电化腐蚀

我是做半导体工艺的，最近在工程上遇到一些钨(Ｗ，Tungsten)电化腐蚀的问题

我在底板（Al2O3）表面制备一些钨，和金(Ａｕ，ｇｏｌｄ)的ｐａｔｔｅｒｎ（ｐａｔｔｅｒｎ的长度为数ｕｍ，厚度是数十ｎｍ），由于设计需要，钨和金是相接触的。当我把底板浸入ＴＭＡＨ（（CH3）4NOH，　碱性）溶液，钨pattern就溶解入ＴＭＡＨ中。
我把金换成铜，也同样发生电化腐蚀，只是反应速度好像慢了一点。
同时，我还发现反应速度还和钨的结晶性有关，用不同方法制备钨的反应速度不同。

至于反应机理
我觉得是钨，和金或铜之间发生了原电池反应，钨失去电子，溶解于碱性溶液中，电子移动到金上，用于分解溶剂水。但是缺乏电化学的知识，找不到什么理论的依据。
比如说，　
１。　反应方程式，和Ｗ，　Ａｕ，　Ｃｕ电极电位的关系，和一些参考资料。
２。　为什么反应速度和钨的结晶性有关？

希望各位能够指点一下
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1楼 2013-08-21 22:23:04
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cdgu

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
wardwood: 金币+15, ★★★很有帮助, 谢谢帮助。我觉得Au是起催化作用，可惜找不到文献。你的关于结晶度的回答给我很大的启发，谢谢了 2013-08-22 21:46:01
1. 如果如你所说的发生置换反应的话，置换反应发生的可能性可以参照相应的标准电位表
2. 腐蚀速度或者说腐蚀电位是与材料的晶体结构和结晶度相关的。最简单的一个实验，我们观察金相组织，就是利用晶界和晶体内部原子排布不同，产生了有区别的电位。从而使晶界处腐蚀加剧。
希望对你有用。
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一定要有新意!
2楼2013-08-22 08:33:31
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corrtest

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
wardwood: 金币+15, ★★★很有帮助, 谢谢！我也觉得Au起的是催化作用，说不定是光催化。可是找不到相关的文献， 2013-08-22 21:35:28
可能发生了电偶腐蚀，W失去电子变成W离子（四价）进入溶液中。电子经过Au在其表面上可能发生的反应是H2O得电子变成OH-。

Au不发生变化。

反应速度和钨的结晶性有关：结晶性是物质本身的特性，对于结构本身就不致密的金属其发生腐蚀的速度肯定是快些，与结构致密比较起来。
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3楼2013-08-22 14:19:05
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corrtest

木虫 (著名写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by corrtest at 2013-08-22 14:19:05
可能发生了电偶腐蚀，W失去电子变成W离子（四价）进入溶液中。电子经过Au在其表面上可能发生的反应是H2O得电子变成OH-。

Au不发生变化。

反应速度和钨的结晶性有关：结晶性是物质本身的特性，对于结构本身就不 ...

是六价的W离子，为【WO4 】2-
赞一下 回复此楼
4楼2013-08-22 14:21:39
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wardwood

金虫 (正式写手)
谢谢回答。
就如corrtest所说的，Au应该只起催化作用，因为我观察过Au表面，并没有发生溶解。
当考虑到催化作用时，反应的电位差就不知道怎么计算了。
我尝试把Au换成Cu，因为Cu的催化活性差一点，也可以作为导电材料使用，可惜还是发生腐蚀了。

关于结晶度的问题，楼上的2位的回答很有启发，谢谢了。我准备观察一下薄膜表面的粒径大小。
如果还有可参考的信息，请不吝指教。
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5楼2013-08-22 21:42:46
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