and Electroless Plated Coatings for Corrosion Protection

50
Electro- and Electroless Plated Coatings for Corrosion Protection T.S.N. Sankara Narayanan 1 and S.K. Seshadri 2 1 National Metallurgical Laboratory, Madras Centre, CSIR Complex, Chennai-600 113, India E-mail: [email protected] 2 Department of Metallurgical and Materials Engineering, Indian Institute of Technology Madras, Chennai-600 036, India E-mail: [email protected] 6 +0)26-4 ELECTRODEPOSITION Fundamentals of Electrodeposition Electrodeposition can be defined as the deposition of an adherent metallic coating for the purpose of securing a surface with properties or dimensions different from those of the base material. Electrodeposits are applied to metal substrates for decoration, corrosion resistance, wear resistance, electrical properties, magnetic properties, solderability, etc. The ability of being decorative as well as protective to substrates distinguishes electrodeposited coatings from metallic coatings applied by hot dipping or spraying. The metallic luster, achieved by bright plating or by polishing after plating, lends a distinctive appearance not provided by other types of coatings. However, corrosion resistance is the primary reason for the use of electrodeposited coatings [1-5]. Metal deposition In electrodeposition of metals, a direct current is made to flow between two electrodes immersed in a conductive aqueous solution containing the metal salts to be deposited. The flow of current causes one of the electrodes (the anode) to dissolve and the other electrode (the cathode) to become covered with the deposited metal. The metal to be deposited is present as positively charged ions. When the current flows, the positively charged ions react with the 2nd Proof 24-11-07

Transcript of and Electroless Plated Coatings for Corrosion Protection

������������������� �����

������ �������� �������������

������������������������ �����

��������������� ��������� ��� ���� ������ ����������������������� ��!������

"�����#�����$ ���%%����&���'(��� ������%������ ����������� ����"������ ��������������������%)����������� ������������ !��

�����

"�����#�*�$����&��&��

�� � � � � � �

��������������

� �������������������������������

��������������� ��� �� ������� � ��� �������� �� �� �������� �������� ������� ��� ������� �� ������� � ������ ���� ������� �� �������� ��������� ���� ���� �� ��� ������������ ������������ ��� ����� �� ����� ������� ��� ����������� �������� ������������� ��������� ���������� �������� �������� �������� ������������� ���� ��� ������� ������� ���������� � ���� � ��������� �� ������� ���������� �������������� ����������� �������� ������� ����� �� ��� ����� �� ������� ��� �������� ������ �������� �������� ������ �� �� ������� ����� ������� ���� � ���������� �������� ��� ������� ������� ��� �� �������� �������� �������� �������� � ��� ������ ����� ��� ��� �� ���������������� ������� ���� �

�������������

!� ��������������� �� ������ � ������ ������� � ���� �� ���� ������� ��� ���������������� �� � ���������� �"���� ������� ���������� ��� ����� ��� �� �� �������� ������� �� ������� ���� ��� �� ��� ��������� #��� �����$ �� ������ ��� ��� ����� ��������� #����������$ �� ������ ������� ���� ��� ������� ������ ��� ����� �� �� ������� � ����� ��������� ������� ���� %��� ��� ������� ����� ��� �������� ������� ��� ����� ���� ���

��������� ����

��� �������������������������� ���

��������� ����

�������� ��� ��� ��������� �� �������� ���� �� ��� ������� ������� ��� ������ ����� �� �������� ����� ��� ����� � ������� �� ���� �������� ������� ����� ��� ����� ����� ����������� ��� �������� �� �� ������������ ���� ������� ��� ��������������� �� ����� ����� �� &��� �'���

Figure 1 Schematics of an electrolytic cell for plating metal “M” from a solution of the metal salt “MA”(Source: http://electrochem.cwru.edu/ed/encycl - Electrochemistry Encyclopedia)

��� &������( ��� �� ���������� ������� ��� ���� �� ��� ��������������� �� � ����� �������)

��������������� ������������������������� ������������� �������� ������������ ������� ����� ������� ������ ������������������������ ������ ������� ����

����������������� ���� ������������ ������ ��������������������������� ������������������ ����� ���������������������� ������������� ������������������� ������� ����� �� �� ���� ���������� �������� ����� ��������������������� ����������������� ������������������� ��������� � ����� ������� ��������������������������� � ������� ������� ���������� � ���� ����������� �� � ���������� ������� ���������� ����� � ������� ����������������� ��� �� � �������������� ��������

*� ��������� ��� ������� �� &������ ���� �� ��������������� �������� �� +����������������� ��� &������( ��� �� ���������� ���� ������ ��� ������ ������ #������ �� ��������$� "� �� ��� �� �� #�� ���� ����$� ,� ��� �� ������� �)

�� - " ./

�&

� �

��� ������ �� ����� ������� �� ��� ������� ��� ��� ������ �� ����� ������� �� �������� ��� �������� ���������� �� ��� ������ �� ��� ������� ��� ����)

/ - ��01�#�$ #!$ #�$

%���� 2�( � ��� ������ �� ����� ������� �� ��� ������� #�� ������� �� ��� �����$ ������� 2!( � ��� ������� ���� ���� ������� ��� ������ ���+ �� ������ 2�( � ��� ���� ���� ���

������������������������������� ���

��������� ����

������� ����� �� ���� ��� 2�( � ��� ������� ���������� ������ ��� ������������� �������#��01�$ ���� �� ���������� �"��� /3�& ����� / � ��� ������ ������ �� ��� ������������� 2�( � ��� ������ �� �������� �������� �� ��� ��������������� �������� ��� 2&( � ���&������( ������� #14�00 �������$�

����������������������������������

5�������� ����� ����� ������ ��� ������� ����� ������ ���� ��� ��+���� ���������� ������ ����� �6��� ��� �������� ������ ��� ��� ����������� ������� ������ �������������������� ����������� �� ������� ��� ��� ������� �� ������7 ����� ��������� ��������������� ������ �� ������������� ��� ������ ������������ 8���� �� ������ �� ��������������� ��� ������� �� �������� �� ��� �"���� ������� �� ��+���� ��� � ������ � ��+��������������� ������������ ��+����� ��������� � ����������� ����� ���� ��+ ��������� .�+������������� ������� ��� ������ ���� ����� �����6���� �������� ������� ����� ������������� ���������� ��� ���������� ���� ��� ������ ��� � ��� ���� ��������� � ������������ ������� ��� ���� ���������� ����� ��� ������� � ��� ������ �� ���������

96��� ��� ��������������� ���� ��� ������� �� ��������� �� �"���� �������������������� ��� ������� ���� ��� ��� ��� ������ �"���� ����� ��� �� ������ �6����:������������ ��� ���������� ��� ������ ��������� �� ��� �������� /�6�� ���� ����������������� ����� ��� ����� � ��������� ��6����� ������������ ��+��� � ��� ��� ���������� ��� ������������ ���� � ��������� ��� ��� ������ �� �� ���������� ��� ��������� ���������� ��� :������� ��+���� �� ���� �� �0�;0 ���< ������� ���� ������ ����+ ��� �� ������ �� ������� ������� ��� �� �� ������ .����� ��+���� �� �� ���< ������� ���� � ��� �������� � ���� ������ ����� ���� ����� . ���� ������� ������ � ���� .���� �0�;0 ������ �������� ������ ���� ��� ��������� ����� 5�������� ��� ���������� ����� ������� ��������� �� ��������� � ������� �� ����� � ������ ����� ������ ���� ������� �� ��������������� 96��� ��� �������� ������ �� ���� ����� ��� ������� �� ������������ ��������� ����� �� ������������ ���� ��� ��� �����

�������������������

����� �'�� ���� ��� ������ ��� �� ����������� ������� ��� ��� ��������������� �� ������.���� ����� ��� ���� ���� ������� ��� �� ������ ���� .������� ����� �����=������������������ ��� ���� ���� ��� �� ��������� �� ����� ������ ������������ ���� ������������ ���� ��� �����6��� �������� ��� �����6��� ������� ����� �������� �������������� ��� ���� ��� �� ������ �������� ������� ��������

��� ������ ���������� �� ��� ����������� ������� ��� ��� ��������������� �� �������� ����� �� ����� �'�;� ��� ����� ��� ��� ��� ����� �� ����� ���� ��� �����6��� � ����� ��������=� ��� ����� ��� �� �� �������� ����� ��� ������ ���� ��� ������ ������� �������� ���� �6�� �� �����6��� �� ������ ���� �������7 �������� �� �����6��� ���� ������� �� ������� ������ �� �������6�� ����� ��� �� ��� ������� ��� ��� ��� ���� ����� ������� �� ���������������� ��� �����6��� ������=�� ��� ���� �� �6�� �����6��� �� �� ������� !� ������ ���� ���������� �������� �� � ������� �� �������� ��� � > ? ���� �6����+��� �� ������ ��� ��������� �� ��� ����������� �:@ ��� !� ��� ��� � �������� � �6�� ��������� �������� �� ������ ����� �������� !� %��� ���+�� ������ ����� ����������� � ������� '�� ��� �� ��������� ���� ������ �� ����� ���� � �������� 5�������� ��+��������� ��� �� � ���� �6���� ��������� �� ������� ��� ����� �� �������� ����� ��������� ��������� ������ !� ��� ��� �� �������� ������ ��� ��������� ��� �� ����������� ��

��� �������������������������� ���

��������� ����

������� ��� ������� �� ��� ������ ��� ����� �������� ����� ��� ��� ���������A��������� ��� �� ������ �� ������=� �������� �������� �� ������ ����� �� �������9������ �������� ����� ����� ���������� ������ �� ��� ���������� ��������

��� ������������ �� �������� ���� ��� �������� �� ���� � ���� ������ �� ����������������� �� ��� ������������� ������� �� ������� ����� ��� ����� �=� ��� ���� �� �������� ��� ������������ �������� �� � ������������� ����� ��� ������ ������� ��� ���� ���������� � �������� ������ ��� �������� �� �� �������� ��� ����� �� ��������� �� �� ������ ����� ���������� �����=����� �� ��� ������� �������� ��������� . ���� ������ �����=�� ��������#������ ���������� ������������$ ��� � ����� ������� ���� ����� � �������� ������ ��� ����������� � ����� ��� �����6������ ������� ��� ����� �����=����� � ���� ��� ����� ������������ *� ������ ���� ��������� �� ��� ������� �������� �� � ����� �� ��������� ������� ����������� ��� �������� ��� ������

��������������

/���� ����������� � ���������� �� �������� �����=������ ��� ������� ������������������������ ���������� ��� ��� ���������� ������������ �� ��� �������� ��� �����6 ����������

Table 1 Various types of electrolyte solutions used for electrodeposition of metals

Type Metal that is Electrolyte Ions in thegetting plated electrolyte

Cu CuSO4 Cu2+

Simple acid Sn Sn(BF4)2 Sn2+

Ni Ni(NH2SO2O)2 Ni2+

Cr H2CrO4 CrO42–

Complexed acid Cu K6Cu(P2O7)2 Cu(P2O7)26–

Ni NiCl2 NiCl42

Sn SnF4 SnF62–

Alkaline hydroxide Sn K2SnO4 SnO32–

(amphoteric) Zn Zn(OH)2 ZnO22–

Complexed alkaline Cu CuCN Cu(CN)2–

Table 2 Various constituents of the electrolyte solutions used for electrodeposition of metals

Constituent Functions Example

Metal salt To supply metal ions CuSO4, NiCl2Complexant Stabilize metal in soluble form; affect mode of ion discharge KCN, NaOHComplexant stabilizer Excess complexant, acid or alkaline reagent KCN, NaOHBuffer salt Stabilize pH at optimum value H3BO3, Na2HPO3

Anode depassivator Smooth anode dissolution and oxide film disruption ChlorideAddition agents Surfactant for hydrogen bubble dispersal, Brightener Detergent, Organic

for bright deposits, Leveler for grain refinement Stress reliever S and N containingcompounds

������������������������������� ���

��������� ����

������� ���� ������ ���� ��������� ������� ����������� ��� ����� ����� ����������� � ������� ��� �������� ����� . ������ ������� ���� � ������������� ���� � ������ �� ������������� �"��� ����+�� �� ���� ������ � ���� � �� �������� �����

�� �����������������������������

��� ������� �� �� ������������� ������� �� ���� �� ��� ������ ��� ������� ����� �� ��� ������������������� � ������ ��������� 9������ �������� ����� �� ��� ������ ���� ������������������ �� �������+� ��� �������� ������� �� ��� ����� �������� �� ������� ����������� ��� ������� ������ �� ������������ ������� �������� ��������� /����������������� ����� �� ��� ������� �� �� ������������� ������� �� ���� ���� ������� ���� ����� ���������� ��� ������� �� � ������ �� ������ ������� ��� �������� ������ ����������

����������������

!� �� ����� ���� ���� ����� ��� ���� �� ��������� �� ��� ������� ��� ���� ���� �� ���������������� �� ���� ����� ������ ��� �� ��� ������� ��������� ������� �������� �������������� ����� ��� ��� ����� ��� ���� �������� ��� ������ �������� �� ������ �������� �������� ��� ������ �������� ���� ����� ����� ������ ������������� ��� ����� ������� �'�'�

� ���������������!

%��� ��� �� ���� �������� ����� ������������ �� �� ���������� ��� ������ �� ������� ������������� ��� �������� �� ��� �� �� ��� ������ �� �"�������� �� ���� ��������� ���������� ���������� ��� ��� �������� �� � ����� 2B( � ������� �)

:������ ���������� #:�$ - �

B

�����

Table 3 Electrode reactions that occur during electrodeposition

Type of reactions Actual reaction Remarks

Cathode reactions Mn+ + ne– � M0 Main metal discharge andDeposition reaction2H+ + 2e– � H2 Main secondary reaction causing poor cathodic current

density; may cause poor deposit propertiesMn+ + e– � M(n–1) + Partial ion reduction and source of inefficiency

Anode reactions M0 � Mn+ + ne– Metal dissolution at soluble anodes; maintains metalion conc. in solution

2OH– � H2O + ½ O2 + e– Oxygen evolution is the main reaction on insolubleanodes in basic medium

H2O � 2H+ + ½ O2 + 2e– Oxygen evolution is the main reaction on insolubleanodes in neutral medium

M + H2O � MO + 2H+ + 2e– Passive oxide formation on anode; raises total cellresistance and inhibits anode dissolution

M + nOH– � MOH + ne– Passive hydroxide film formationM(n–1)+ � Mn+ + e– Ion oxidation - removal of lower valency metal ions

��� �������������������������� ���

��������� ����

����� �B � ��� ������ �� ��� ����� 2B( �������� ������� ��� ������ � ���� ����� ����� �������� ������� �� ��� ��� ������� ��� ���� ��� ��� �������� ��� ����� 2B(� &�� �6����� ��������� ��������������� �� ���� ���� � ������� �� ����� ������� �� ������ ������ ����� ������������� ��������� ������� ��� �������� �� ����� ��������� �� ������� ��� ��������� ���������� ���� ������ ������ ��� ������� ���������� �� ��� �������� ���� ���� �� ���� �����00<� ����� ��� ��������� �� ������� � ��� ��� ��� ��� �� �������� ���������

"����������������

��� ����� ��� �� ������ ������� � �������� . ��� ������� ���� ��� ������ ������ ����������� ���� ��� ��� �� ����� �������� ����� ��� ��� ������� �� ��� �������� ��� ����������� ���� ��� ������� ������ ����� �� ������ �� ������ ��� ��� ����� ��� ���� ����� ���������� ��� �� ������� � ������� �� �������� ����� ��� ��� &������ ���������� ��� ������������� ������ ���� �� ������ � +��+ �� ��� ��� �� ����� ���� �� � ��������=��� %�������� ����� ��������� ��� ��� ���������� B��� ��� ������� ��� ����� ������������� ��������� �� ��� ����������� � �6������� ����� ��� ������������� ���� ����� ��� �� ��� ����������������

����� ��� ��� ���� �������� ��� ��� ��������� �� � �������� ������������ �4 ) ����������� ��� ���������������� ���������� ������� !� ��� ����� ������ ��������� � ������������� �� ������� �� ������� ������ ��� ����� ������� ���� ��� ������� !� ��� ���� ������� ����� �� �� � ��� ��������� �������� �� ��� �������� ������ !� '5����������������� ��������� ��� ��������� �������� ��� '5����������� ������� � � ����� ������������ �� ���� ����������� ��� ������ �"����� �� '5����������� ������ ������������� �� ���� ����) #�$ ��������� �� ������� ������ ��� ����� ������ �� '5�����������7 #��$���������� �� '5�����������7 #���$ ��������� �� ���+�� ������+7 ��� #��$ ��������� �� ���������� ������

��������������

��� �� �� �������� �� �"���� ������������� ������� � �6������� �������� � ���� ������������� ������� ����� ������� ����������� ��� ������ �������� ����� �=�� �������� ����������� �� ����� ��������� ��� ������� ������ ������ �������� ��������� ������������������ ��� ������ �������� �������� ��� ��� �������� ������� ��� ��������� ��������� �� ���� ������������� ��+� ���+��� ������ �� ���������������=����� ������ ������������� �� � ���� ������ ������ ��� �������� �� ������ ��� ������ � ������� ������������ ������ �� ��� ��� ������ ������ ��� �C � ��� �������� ��� �� ������� �� �������������� �� ��������� ��� ��� ������� �� ��� ����� ������ ��� ����� ����������� �� ��� ������

��� �������������� �������� ����������#����������

@����� ��������������� ���������� ������� �� ������ ���� ����� �� ��� ��+ ���� ����� ������ �� � ����� ������ ���� ��� ������� ������ � ������ �� ��� ��+ ������ ����������� ����� ������� � ������� �� ��� ������� !� ����� �� ������ � ����� ��� ���� ����������� ����� �� �� �� ������� �� ��� ������ ���� �� ��� ��+� ����� � ��� ����� �� ��������� ������� ��� �������� �� ������� ������� ������� � �� ������ ��� �������� �� �������������� D������� ����� ��� ������� ������������� �� ��� ��+ �� ��� ������� ��� ���������������� .� �6���� � �������� ����� � ��� �� ��� �������� �� ���+���

!� ����� �� �������� ���+�� �� ��� ��������� �� ��� ����������+�� ���� ��� ����������+�� �������� ������� �� � ���� ����+��� �������

������������������������������� ���

��������� ����

. ������ ����� � ��� ���� �� � ���� ������ �� ������ ���������� �� ��� ����������������� .������� ����������� ��� �������� ��� ������ �������� ���� ������� ������ ���������� ������ ����� ���� �� �������� ������� �� � !� ��� ������� � ������ ���� �� ������������ ��� ����� ���� � ����� �� �� ���� �� ������� � ���� � �� � ���� ������� �������� ������ ������ ����� ���� �� ������ ���� � ����� ������� ��� �� ���� ������ ������ ���� ���� ��� ����+ ������ �� ���� ��� ������� ���������� E������ ������� ������� �������� ���������� �� ����� ������ ������ ������

��������������������!������������� ��

.������� ��� �� �������� ���� ���� ��B�� ���������) #�$ ����� �������7 #��$ �������� ���������� ���������7 #���$ �������� �����7 ��� #��$ ������� ����� �� ��������� �4 � �������6���� �� ����� ������� ��� ������ �� ���+�� ��������� �� ����� ������ �� ���� ������5������� ��� ������� ��������� ����� �� ��� ������ ��� ����� �� ���� � ���� ����� ��������� �� ������� ��� ������ �� �������� �������� ��� �������� ������� ���� ������� ������������ �������� ���� ��� ������ ����� ���� ������ D������� ������ ��� � �������� ������������ �� ���+�� �������� ������ ��� �������� ���� �� ��� ������ ������� ����� ����������� ��� ��� �� ��� ���������� �������� ������ ��� ��������� �� �� �� ��� �� �������� � ��� ���� ���� �� ������� ����� �� ��������� �C �

.������� ��� ��� � ����� ������� ��� ������� ������ �� ����� ������ �� ��������� +��������� ��� �������� �� ��� ���������� ������ ����� �� ��� ������ ������ �? � A���� �������� ����������� ����� �� �6������� ���� �������������� ����� ������� ������ ��� ��������� ������� ����� ����� �������� ������� ���� ���������� "���� ������� �� ���� ���������� ��������� �� �������� ��� ����� ��������� �� ������ �� ��� �����=����� ������������� �� ����������� /��� ��� ������� �� �������� �� �������� �� ��� ������� �� �� ������� �����6����� ��� ������ ��� ����� �� ���������� �� � �������� ������������ ����� � ���������� ��� ����� ����� ����� ��� ��������� �� ������ ������������� ���� ������ ��� ������ ������������� �? �

$������������������� ��

@������ �������� ���� ���� ������� �� �6���� ��� �������� �� ��������) #�$ ����+������ ������7 #��$ ������ �� ��������= ��������7 #���$ �����6 ��������� ��������� ��������������� ��� ��� ��������7 #��$ ��� ������7 #�$ ������ �� ����������� ������ ��� ������� ����� ���������7 #��$ �������� ��������� ������7 #���$ �������� ��������7 #����$ ������������������7 ��� #�6$ ��� ������ �� ������������� ���� ��� ������ �� ������ �� ������������ ������ �� &���+��� �1 � .� �6������� �������� �� ��� �������� �� ������������ ����������� ����� �� ��� �������� ����� ������ ������ � ����� �� 9����� ��� /�������0 �

�������������������������������

�������������������������������

��� ������� �� ��� �������� ��� ���������� �� ����� ��������� ���� ����� ������������������� ����� ���� ������� ������ �� ��� ������� �� �������������� ����� ��� � ������� ������ �������� ����������� ���� �������������� ����� �������7 #�$ ��������7 #��$������7 #���$ ������������7 ��� #��$ ������ ��; �

��� �������������������������� ���

��������� ����

��� �������� �� ��

:������� �������� ��� ������������� �� ����� �������� ���� ���� ��� ������ ������������������ ���� �� ��� ������� ��� �������� ������ ����� ����� =���� �� ��� ���� ������ ������������ �������� ������� �� �������� ���������� �� ��� ������� ������� 5���� �� ������ ������ �6����� ����� ������� ��� ������ ��������� �������� ��� ���� ����������

��#�� ����� �� ��

&����� #��������$ �������� ������� � ���������� �� �������� ��������� ��� ��� ���������� � �������� ����� ��������� ���� ����� ��� ��������� �� ��� ������ ������ ���������� �� �6����� ������ ��� � ��� ������ �� �������� ������ �� �� �� ��� ������������� ���� ������� ������� E������� �� ������ ����� ��� ������������ ������� ����������� ������������ ������

����%����������� �� ��

&����������� �������� ��� ������ �������� ���� �����6 ��� ������� ��� � ������� ������ ������� �������� ������ ���� ����� ��� �� ���� �� ���� ��� �6����� ���������������� ��������� ��� �� ��� ������ �� ��������� ������� ��������� 5���� ���� ������� ������ �������� ��� � ���� �� ���+�� ���� ������ �������� ������ ��� ��� ���������� �� ��� �������� ��������� ��� ���� �6������ ��� �� �� ���� ���� ������� ������ ��� ������ � ��; � ��� ����� �=� �� ��� ��� ����� � �� ��� ����� �� �0F� �� �0F4 ��� ��������� ��� ������ ���������� ����� ����� ��� ��������

����������� �� ��

D������ #�� ������$ �������� ��� ������������� �� ������ ����� �� ������ �� ������������� ��� � ����� ���������� ������� ������� �� ����� ��� ����� ������ ��� ����������� �6������� ����� 8��������� �������������� ��������������� ��� ���+�������������� ����� �6����� ��� ��� ��������� ���� ����� ������ ���� ���� ������� ��������� ��� ��� ���������� A������ ���������� ��� ��� �� ����� �� ����� �������� �� ��������� �� ������� ������ ������� �������

��� ������ �������� �� ������������ ������� ����� �� ��� �������� ���� �� ����������� ������ ������ ��� ��� ������ �� �6����� ������ ��' �&������������ ����� ����� �������������� ���� ����� ������ ������ ��������� ����� ������ ������ ��� �������� �������������� ���� ����� ������ �� ��� �6����� ������� !� �������� ������ ����� ������� ���������� �����=����� ������ � ������� �� ������ �=� ��' � &��� �'�; ��� � �������������������� �� ��� ��������� �� ������ �������� �� ��� ����� �=� �� ������������ ��G �

��� ������������� #������

��� �������� �� ��� ������������ � ���������� �� ����6��� ��� ���������� ���������� � ������� ��� �� ��� ��������� ��������� ������ ��������� ��������� � ������������ ���� ��� �� ��� ��� �������� �� ��� ������� ��� ��� ������� ����6�� ����� ��������� �������� ������ ���� ��� ��������� ��� ������� �� ��� ����� ��� ������������������ �; � ����6� � ��� ������� �������� ������� ��� ������ ������� �� ������� �������� �� ��� ���������� ��� � ����� �� ��� ������ ����������� �� � ������� ������ ����������� ��� ����� ������ ���� �� ��� �������� .������ ����� ����������� ����� �� ������������� �� ����� ��������� ��� ���������������� ������� �� ��� ������� ������� ���� ������������ ������ . ����� ����� �� ��� �� ��� ������� � ��� �� �� ���������� �; �E���������� ���� ������ ���� ����6��

������������������������������� ���

��������� ����

Figure 2 Pictorial representation of the influence of plating variables on the change in grain size ofelectrodeposits (adapted from Dini [14])

������������������������������

��6����� ��� �������� ����������� �� ����� ������ � ��������� �������������� ��������������� ����� �� � ��6�� ��������� ������ � �� �������� ��������� �������� ��� ���+ ����������� ������� ���� �4 � ��� ��6���� �� ������������ ������� ��� �� ���+���� ���������� ��������� ��������� ��� �������� ���������� 5������� �� � ��� ������� ������� ������������� ��6���� ��� �� �������� ���� � %��� ���+�� ������ ������� ��C � ��6���� ���������� ���������� �� ��� ������� ����������� ��� ����+ ������ ��6���� ��� ��������� �������� �� ���������� ������� �� �������������

�������������������

$�� ���������������!

��� ������ �� ��������� �� ������������ ��� ��������� ������ ���� ���� �� ��� ��� ����������� �� ����� ���� !��������� �� ��� ������ �� ���������� ��� ������ ����� �� ��� ������� ������ ������ �� ��������� �� ������������ ����� ����� �� ��� �� ��� ���������� ����������� �������� ����� ��� ��� �������� ���� ��� ������������ �� ��� ������ �����������

����������������

��� ������ ������� �� �������������� ����� ����� �� ��� �������� ��������� ���������� ��������������� �� ��� ���������� ������ !� ���� ���� ��� ������������ � ��� �� ��������� � ����� � ��� ����������� ������� ������ ��� ������ ����� ��� ��� ������������� �� ��� ������������ ���� ������� ���� ����� ������� ���������� � ��� �� ������� ����� �=� �� ��� ������������� ��� ������ ������� �� �������������� ������ � �������� ���� ���� ��� ������� �� ��������� ������� ������ ������ ��� ��� ���������������� �������� ��� ������ ���� ���� � ����� � ��� �� ������� ���������

��� ��� �� �������� ��� �� ��� ������ ���� ��� ���������� �� �������� ����������������� ��������� ��� ������ ������� �� ������������� ��� ������ ������� ��

�� �������������������������� ���

��������� ����

�������������� ���+�� ������� ����� ���� '1 �� ;�0 /E�� �������� � �� ��� ��� ����������� �� ��� ������ ����� !� � ���� ��������� ������ ����� �������� �� ������������������ �� ���������������=��� #5�/5$ ����� �� ���� ����� ���� ��� �������������� �������� ���� ��� ������������� �� 5�/5 � ������� ��� ��������� ���������������� ����� ������ �� ������� �� ��� ������ �������� A���� ������ �� ���������������� �� ���+�� ��� �������� ������������ ��������� ��� ������ �������� !�������� ��������� ������� �� � �������� ���+�� ������������ ���� ;? �� 4? � �������� ��� ������������� ���� �C� �� 100 /E�� A��������� ��������� ��� ������ ������� �� ��� �������������������� ���� �;� �� C00 � �������� ��� ������ ������� ���� ;1 �� G� /E��

� ������!

5�������� � ��� ������ �� ����� ����������� ���� ��� ����� ���� �� ��������� &��� ������������������� ���� �� �� ������� ������ ��� ����� ����������� ����� ����� �������� ������������ ������ � ������ �� ��� ����� ���������� ��� ��������� �� ������������� ���������� �� ����� ������ ����������� � ������ ���� ���� ��� �������� �� ��� ������� � ���������� �6����� ������ ������=�� ����� ����������� ���� �� ��������� ��� ����� ��������� ���������������� ���� ������� ���� � ������� ����� �� ��� ���� ����� ����� ����������������� ��� ������ � ���+���� �� ��� ������ ����� �������� ����� ���"������� ��� ����������� ���� �� �������������� ���+�� ��� ��������� ���� ���� ���� ����� �� �6���������� ���+���� %��� ��� ����� ������ ���� �� ��� �������� ���+��� � ������������������ ��� �������� ����� �� ��� ������ ���� ���� � ���������� ��������� �� ��� ����������� ��� �������� ������ !� � ���� ��������� ������ ����� �������� �� ������������������ �� ���������������=��� #5�/5$ ����� �� ���� ����� ���� ���� ������������������ ���� ��� ������������� �� 5�/5 � ���� ����� ��� �������� �� �6����� �������� ����� ���� ����� ���� ��� ��������� �� ��������

������������!

A����������� ����� �� ����� ������ ����������� �������� �00<� ���� ��� �� �������� ��������������� �������� ����� ������� ��������� �� ����� ���� ��� ����������� 9�� �� ������� ��"�������� ��� ����������� � ��� ������ �� �� ���������� �"���6�� ���������������������� � �� � �� �������� ���� ������ ����� ����� ����� �������� �� ��� ������������������ #������ ������ �������� ��� ������� ����$� . ���� �������������� ������� � ������ ����� �=�� ��������������� ����� �� �6������ ����� ��� ����������������6 ��� �� ��������� � ���������� �� ��������������� ��� ����� ������� �� ����������� �������� �� �������� ������������ ��� ��� �������������� ����� ����� �������� ��"�������� ���� ���������� �6����� �������� �������� � :��H� ��� @� G0�40< :��.������� � ������ �� ����� �6����� �������� ��������� ��������� ��������+��� �������������� ��� �� ��������� ������� ���� ���� ����� ������� ��� �� ������� ���� �"������������ ��� ������� ����� �� ��������������� �� ���������� ������� �� ������ ���������� ����� �������� ������� �� �������� ������ �������� ��� ����� ����� ��� ��� ��������� ����� �������� ������ :������������������ ����� #:/.$ ����� ���� ���� ������� ����� ���� ������� :��@�� .��E�� @��@�� :��H� ��� :��:��

����� ���������

I������ ��� ��� �� ������� � � ��� ������ � �������� ����� � ��� ��B����� �� ���� ������������ �������� ��� ������ �� �������� �"��������� �� � I������ ��� �������������� ����� �� ����� ������� ������ ��� ����� � � ����� �� ��� ���������������=�����

������������������������������� ��

��������� ����

���� ���3�� ��� ���������� �� �������� ��� � ��������� ����� ��� ����� ����������� ������� ��� � ������ ������ #�����������$ �� �������� #�6�����$ �� ������� !��������� ����� ������ ��� ������� ������� ������� ���� �� ��� ������� � ������� ���� ����"��������� ������ �������� � ����� ���� ���� �� ����� ��� ���� ����� ��������� !����������� ����� ������ ��� ���� ��� ����� �������� ��� ��� ����� ���� �� ����� ����������� ����� 5��������� ������ ������ � ������� �6�������� �� ��� ������ �� ������� ����� ������������ �� �

I������ ���� �� �������������� ������� ��� ���� ������ ������ �� �� ������������ ��� �� �������� ��� ������� �������� ��� ��������� �� ��� �����7 ���� ��� ����� �������� �� ����+��� �� �����7 ���� ��� ������ �������� ����������� ���� ��� ��������� ����� ������ ��� ��� ����� ������� �� ����� ����� A����� ����� ��� ������������� ���� �������� ���� ��� ��� ����� �� �� ������� ����� 9���������� ������ ���� � ����� ����� &�� �6����� �� ��� ��������� �� �������� ���� ��� �� �� ������� �������� ��� �� �������������� ����� ���+��� ��� ������ ������������ ���� ���������� �������� ��������� �� ��� �������=����� ��� ����� ������� ������ �;; �

����� ��� � ������� �� �� ���� ��� �� ��+�� �� ������=� ��� �� �����) #�$ ������ ���������7 #��$ ������ �� ������ �������7 #���$ �� �� ��������7 ��� #��$ �� �� ������ ����������������� ��������� ���� ��� ������ ����� � � ���� ������� ��� �������� ���� ������������ ��� ���� ����� �=� �� ��� ���������� �������� ��� � �������� �� � ��� �� � ��������� ����� � ��� ����� ������� �� ����+��� %��� ��� ����� ��� ����� ���� ���������� �� ��� ����+�� ������ �� �;�� �� ;� ��� .����� ������� ������� ��� ������� ���������� � � ����������� ������ ���� ���� ������ ��� ��� �� ����� �� ��� ������ ������� �������� � ���+�� ��������� �� ������� ���� &�� �6����� �������� ��� ������ ���+������� ���� ��� ����� ���� �������� �� ������� �;; � ����� ��� ������� �������������������� �������� ����� ���� � ���+�� ������ �� ��� ��� ������� �� ������ A����"�������� #0�0� �� 0�� �3�$ �� ��� ����� ������� ������� ������ ������ ��� ��� �� ���+�������� %��� � ����� ������� ������ �������� ��� ����������� ��� �������� ������ ��������� !�������� ��� ������ ������� ���������� ��� ��� ��� �� ������ ��� ����

������

.������ �� � ������� �� ����� � ������� � ��� �6���� �� ����� �� ���+ �� ��� ��������

.������ ��� �� �������� � � ������ �� ��� ������ �� ����� � ���� �� ���� �������� �������� �� ���� �� ��� ��������������� ���������� 8��� ������� � ����� �� �� ����� ���� ������� ������� � ����������� !� ��� ������������ ������ ���� ��� ������� ���� ���������� � ��� ��� ���������� ��� ������� �� ������������ �� �������� ������� ���������� ������ ������ ������ �� ����� ����� � ����� ������� ������� ��� ���������� ���� ��� ����������� �� ������� ��� ������� ������ ����� ��� ���� �� �������� ���������� ����� ��� ��� �������� �������� �� ��������� � ���������

�����

E������ � ��� �� ��� ���� ����� �� ������������� �� ������������ �������7 ��� ����� �������+ ���� ��� �� ���� �������� ���� !� ��� ��� ������ � ��������� ���������� � ������ ��� �6�� ������� ���������� �� �������� ������ ������ ���������� ������� ���������������� ��������� ������� ���������� ������� ��� �������� ������������� �� ��������� J��=������ ��? ����� ���� ��� ��� �� ���+�� ���� ���� ��� ���� ����������

��� �������������������������� ���

��������� ����

�������� ��� ��� ��+�� �� ������� ���� �������� ��� ��� �� ������ �� ��� ���������� �� ����������� ��� �6���� ������� ��� ������� ���� ��� ��� ����� �� ��� ������ �� ��������� ���� ��� �� �������� ����������� �� ����"�� �� ��� ������ �� ��� ���� � ����������� /�+�� �� ������� ��� �� ��� �6���� ������� ��� ������� �� ����� ��� ������ ��������� ���� �� ��� ������ �� ��� ��� ����� ��� ������ ������� �� ���� ������ ��� ������� ��������� �������� :���+ ��� �� �������� � ��� ���� �6������ �� � ��������� ������� �� ���������� ��� ���� ��� ��� �� ������� ���� �������� ����+� ������� ����+ ��� ������ ����+�

��� ������ �� ������������ ����� �� #�$ ��� ������� ��������� ��� ������ �� ���������� ������ ���� �� ������7 #��$ ��������� �� ��� ������ ������� ��� �� ������ �� ��7��� #���$ �� ������ ��������� ��� � ������� #������� �� ���������������$ ��� ��������� �� ����� ������������ ������� ��� �������� ��1 � .� ��� ����� ����+��� ������ ���������������� ���� � ������� ���������� �� ��� ������ ��������� ��� ������������� �� ������������� �������� ��� ��������� ���� � �� � �������� ����+��� ����� ����� ���������� �� ��� ���� ������ �������� �������������� �������� ��������� ��� ���� �� ��������� �;0 � ��� ������ �� ������������ ��� �6���������� ���� ������� �� ���������+�� �;� � . ���������� ��� ����� ���� ��������� ��� �� ������ ��� ������� ��� ������������ � �� �� �� ����������

������

������ � ��� �� ��� ��� �������� ������� �� ������������� ����� � ��� ���������� ����� ������� ��� ��������� � ���� � ��� ���� �������� �� ��� ������ ��� ������ ����� �������������� � ���� �� ������� ����� ���� �� � �6����������� ������� �� ��� ������� �� ������������ �� ��� ������ �������� ������ ��� ������������ ���� ��� "���������� �������������� � �������� ������� ����� ������� ������ ������� ��� ���������� �� ��� ������������ &�� �6����� �� � ������ �6����� ���� ��� ������ ������� ���� ��� ������ ���������� ������� ���� ���������� �������� ��� ������ ������ � ��� ������ �� �������������

�����E���� �"������ ������ ��� ����� �=�� �� ���� ��� ������� �� �� ��� ����� � ������)

� - �0 K J��F�3;

����� �� ��� J� ��� ��� �6��������� ������� ��� ��� ��������� ��� ���� ������ ��� ����� �� �� ������������� �� ���������� ����+��� ��� � ������� �� ��� �������� ���� J� ��+� ������� ����� ������������ �� ��� ��������� �� ������ ���������� ��� � ������� �� ��� ������ ����������� �� ����� ��� �����E���� �"������ �� ���� ����� �������� ��� ������������������� �������� ��� ��� ��� �������������� ����� ���+�� ��� ����������������������� ���+�� �6����� �����E���� �������� ���� � ���� ����� �� ����� �=� �����;��00 �� ���� �� �; ��� . ����������� �� ���6������� C00 +�3��; �� �������� ������� ������ ����� �=��

�������������

%���� ������� � ��� ������ �� ��� ������ �� � ������� ��� �� ��� �������� ������ ����������� ������� ��� � ���������� ������� �� ������� � � �����6 ��������� ��� ������������� � �������� �� �� ��������� ��� �������� ���� ��������� ���� �������) ������������ ��� ������ ������������� ��� ���+ �������� ������� ���� ��� ���� ��� ��������� �� �������� ��� ��������� ����������� ������������ ��� �� ����������� �������������� �� ��������� ������������ ����� ��� ������������ ������� ��� ���� �������

������������������������������� ���

��������� ����

���������� :������� ������ � ���� �6�������� ��� ��� ���� �������� ��������� ������� ����� �������������� �������� ������ �� ������� ���� ������� ���� ������ ������������� ��������� ������ ��������� ��������� ��������� ������� ���� ��� ������� �����.������� ��� ����+�� ����� ���� ��� ���������� �� � ������ �� ��� ����� �� ;0 �� �00 ���:������� ������ � ���� ��������� �� �������� ��� ���� �� ���� ���� ����� �� ������� ����������� ��� ������� ���� �� � �������������� ���� � ���6������� ���� ���� ���� ���� ����� ���� ���� ���� �� ��� ��� ��� ������ ���� �������� ������ �6����� ������ �������� ����� ��� ������� ���� ���� �����=�� �������� ��� ���� ������� ��������� ���+����������������� �������� ������� ��� ����� �6������� ������� �������� #��������� ��&���6 ���$ ������� �� ���� �� �������� ��� ��������� ������� ���+��� �������� ����+������������� ������� �6����� ���� ���� ����� ����� � ������� �� �� ������ ��������� :���+������������� �� � ������������ ��6������ �������+�� ������ �������� ����+� �������������������� ����� � ���� �������� ������ �:E ����� ���� �� �� �� ���� ��� ������ �� ������� ���� ������� �� ��� ���� ����� ��� ����� �� ������ ����� �� � ����� ��� ����� ����� ���������� ������������ !� ��������� ��� ��������������� ���� � ���� ������� �� ����������=����� �� ������������ ����� �������� ��� �� �������� ���� �����

�������������� ������� ��� �������� ��� ��������� ��� ��������� ��"������ ������������ �� ���������� ����� �00 �� 400L:� ���� ��������� �� �������������� ��������������� �� ?00L: ��� � ���� ���������� ������ �� ������ ���� 100 �� G�0 +�3��;� ���������� �� ����������� ������ ���� ����� �������� �������������� ������� ������� ���������� ��� ������ ���������� ���������� :��'0M��� < :�;:' ������� ������� ����������� ���� �������� �� �������� ������ �� ���������� � �� ?00L:� ��� ������� ������������ � ��� �� ��� ��������� �� ������ �6��� ���=� �� ��� ���� ������� ������� ���� ����������������� ������� �������������� ��������� ��������� ����� ������� �6����� ����� ������������� ���� �������� ��� ����� ������������� �� ���� ������� ������ ��������������� �� ���� ������ ��� ������� ��� ���� ��������� :������������ ��������� @��:�������� ���� ��������� ����� �� ���+�� ��� ���� ������ �� �"��� ����� ����� �� ������ �0 ���00 �� �� .!A� ��� �;�00 ���� � ����� �� �� ���� ���� ������� ���� ������ ��� ���+�� ������ ������

�����������������������������������������

��������������� ���� � ����� �������� ��� �������������� !� � � ������ ������ ����������� ������� ������ � ���� ���� ���������� ������������ ���� � �������� ��� ������������ ���������� ���������� ������ ������� ���� ������ ��� ��� ����� ���� ���������������� ���� ������������ ����+��� ����� ��� �������� �� ������� ��� �������� ����������� ���� ���� ������ ��� ���� ���������

A��� ������� ��+� ��� ���� ��� ��� ������� ��������� ��+� ������ ��"���� ����������� ��������� D���� ����� �������� ��� ������ ��� ���������� �� ������������������� ����� ��� �������� �� ��� ��� ����� ������ ������ �� ������ ������� �����������+���

������������������&���'

.���� �������� � ��B����� �� ��� ��� ������� � ����� ����� ������� ��� ���������������� �� � ����� ����� � ���������� �� ��� ������� ��������� �������� #�0$ ��� �������������� ��� ����� �������� � ���������� �� ��� ����� �������������� ��� ��������������� ��

��� �������������������������� ���

��������� ����

�� ����� ��"���� ����������� �� ��� �� ���� ������ &�� ��������� ��� �������� �� �� ��������� ����� ��� ��� �� ����� �� ��� ����������� ������� ���� ������ � ������� ���� ���������� ���������� �������� �������� ��� �� ������� ���� �� ��� ������� �� ������ ���������� !���� �������� �������� ������ � ��� ���� ��� ���� ��� �� ������� �������� �� ��� ����� � ������������� ��� �������� �� ��� ��� �� �������� ����� ������������� �;' � .���� �������� ����������� ����� ���� ������� ��� �������� �������� �� �������� ��������������� ������� ������

��� ����� ���� ���� �� ����� �������� ���)

���������� ������� �������� ��� �� ��� ����������� ������� ������ ��� ������� ����� ������������ �� ��� ����� �������� � ���� � ������� �������� ���3�� �����������

��� ��� ������) .� ��� ������� ������ ���� ��� �������� ����� ��� ����� ��� �������������� ����� ����� ��� ����� �������� �� ��� �������� ��� ��� ������� �� ��� ����� ������� ��� ������ A���"������ ��� ����� ��� ����� ��� ��6�� ������ ����� ����� ������ �� ��������� ����� ������ ��� �������� ���� � ���� ���� �� ��� ������� ������� ��� ������������� ��� �� ��������=�� ��� � ��������

������� ������� ������� ���� ������ �� � ������ ���� �� ��� ������� ��� ������������ �� ��� ������� ��������

����� ��� ���� ��� �� ����� ������ ����) #�$ ������� �����������7 #��$ ��������������������7 #���$ �"��������� �����������7 #��$ �������� �����������7 ��� #�$ �������������������

��� ������%����������

I������ ����������� � ����������=�� �� �������� ����� �������� �������� ��� ������ �������� �������� �� ��� ��������� �� ��� ����� ��� ���������� �� ��� ������ �� ���������������� �� ����� ��� �� ��� ������� �������� ����� ��� ��� ���������� ���� ������������ ������� ��� ��������� �� ��� ���� ����� ����� �� ��� ����� � �������� ����������� ��� ����� ����� ������� �� ��� ����� ������� �� ������� ������� ��������� �� �������������� ��� �������� ��������� �� ��� ����� ��� ������ �� ������� ������ �� ������������ �� ����� ������� ���� ������� ����� ������ ���� ���������� ����� �� �������� �� ��� ������� �� ��� ���� ����� ����� �� ��� ������ .� ��� ������� ������ �������� ����� �� ��� ��������� ����� �����7 ������� �� ��� ������� ������ ������ ��������� �� ��� ������� �� ��� �� ����� ������

���� ������%����������

!�������� ����������� � ����� ���������� �� ������� �������� �� ��� ����� ������ ���� ����� �������� ���������� !�������� ���������� � ��� ��+��� �� ����� ���� ������� �������6 ���� ����������� ���� ���� �� ����� ��� ����� �������� �� ��� ����� ����� ������+���� �������� �� ��� ������������� �� ��� �����6��� ������ ��� �������� ������� ������������� ��� ����� ��������� �� ��������� ����������� � ���������� ��� ������������������� ��� ���+ �� � �������� ����� �� ��� ������� �� ��� ���� ����� ����� �� �������� ���� ������� ������ ���� �� ��� ������� �� ��� �������� ��������� �� ������������������

�( ���#�� ����%����������

�"��������� ����������� � ����������=�� �� �������� ���� � ������� ����� � �� ���������"��������� ���� ���� ����� ������ ��� �"��������� ������ ���� � ���"�� �� ���� ��� �����

������������������������������� ���

��������� ����

�� ��� ����� �� ��� ����� #����� �� ��� ������� ������$ � ��� ��� � ����� ����� �� ��� ������������� ��� �"��������� �6�� ���� ����� ����� ��������� #=��� ������� ������$� A������������������� � ����� ���������� �� � �������� �� ��� ��������� �������� ���� �������� ��������� �� ������ �� �6����� ���� ��� ��� ����� ����� ���� ��������� �� ������"��������� �� � ������� ���� �� �� �"��������� ���� ���� ����� ������ ��������������������� �� ������ �� �6����� �� ������ �� ����� ����� ������ ��� ��� ����� � ���� �� �������� ���� ��� �������� � ������� ��� �� ��� � ��� ������� ������� .� ������ ��������������� ��� ��������� �� ��� ����� ����� �� �6����� �� ����� �� ��� �6���� ���� ����"��������� ������

&������ ����%����������

.������� ����������� � ����������=�� �� ��� ������� ���� ��� �� ����� ����� ������������������� %��� � ����� ������ ����� �������� ���������� ����� ���� ����� ���������������� �� ������������� ��� �������� ��������� 9������� ��� ���������� ���� �������� �� ��� ����� ����� ���� ��� �������� ������� ����� ��������� ��� ������� ������ � ����������

�� ������%����������

!������ ����������� � ����������=�� �� ��� �������� �� ����� ���������� ������ ��� ������������ ������� �� ��������� ����� ������ �� ������� ������ ��� �������� ���������� ��������� �� ��� ����� ��� ��� ������� ������ �� ������� ���������� � ������ �� ����������� �� ��������� ����������� ��� ������ �� ������� ������ � ��� ����� ��� ����� � ���������� ����� �� ��� ������� �� ��� ��������� ����� �� ��� ����� ���� ������� �������

A��� +�� ��� �� ����� �������� ��� � ������)

#�$ !� �� ����� ������ ����� ����� � �� ��������� ��������� � ��������� ���� �������� �� � ������� ������ ��� ����� �� ����� �� ��� ����� ���� ������ ������������� ��+� �� ���� ������

#��$ !� ����� ��������� ��� ����� �� ��� ������������� �� ��� ���� ������� ��������� ������� ��� ����� � ������ �� ��� ��������������� ��������� ���� �� ��� ���+ �� ��� �����

#���$ .� ������� �� ��� ����� ��������� �� � ����� ����� �� �� ����� ������ ���� ����� ���� ������� �� �� ��������� �� ��� ������

#��$ !� ��� �������� �� ����� ���� ��� ������ ����� ������ ����� ��� �������������� �������� � ��� �������� �� ��� ������������� �� ��� ����� ��� �� ������������������ ��������� �� ������ ������ �"��������� ���� ����� �� ��� �������� ������

#�$ . ��������� �� � ������ ��������� ���� ����� ����� �������� ��� �������� ��� ����������� �� ��� ����� ����� ������� ��� ��������� �� ��� �� ����� ����� �� ����������������� ������

��� ���������������� ����#��������������������������������!�

5������� �������� �� ����� ������ ������ ������ ���� ������� �� ����������� �����������=����� � ��������� %������ ��� �������� �� ��� ������ �� �� ����� ����� � ������������� �� ����� �������� �������� ��� ������ �����=������ .� ������� �� ����������������� ��� ������������� �� ����� �� ��� ������� �������� ������ ������ ��� ���� ���������� ��� �� ���������� ������� ���� ����������� ��� � ��� ��� �������� ��� ��

��� �������������������������� ���

��������� ����

����� ���������� ������ ��� ��������� �� ��� �������������� ������ 5��� ������������� �� ��� ��������� �� ��� ����� ��+ �� ��� ������ �� ��� ���� ����� ��� �� ����������� ���� ��� ������� ��� �� ��� ������ �� ��� ������������ ����� . ��� ��������� �� ����������������� ����� � �������� �������� �� ��� ��������� �� ��� ������� �� �������� ����������� �� ����� ��������� �� ���� ��������� � ���� �������� �� ����� ������ ���� ���������� �� ����� ������ .�������� �� �� ����� ������ ���� �� �������� �� ��� ������� ����������� ������ ��� ��������� �� ��� ����� �� �������� ��� ����+�� �� ��� ������� �������������� ��� � � ����� ���������� ������ ����� ��� ��� ������ ��� ��������������� ��������� ��� �������� .�������� �� � ���� �������� ��������� �� ��� ��������� �� ��� ��������� ������ ���������� �� ������� ������� ������ �� � �� ������� ����������� � ���������6 ���� ��� ����� ��� �� ����������� �� ������ !� ������� ������������ ��� ������ ��� �6����� � ��6�� ����� �� ���� �� ������� � ���� � � ������� �� ��� ����� ���������

.������� ������ ��� �� ��� �������������� �� ��� ������ ��� ����� �������� �� ��� �������� ������ ������� ��� �����=����� �������� ���� ��� �������� ����� *� ���� ������������� ��� ������� �������� �� ���� ����� ����� ��� �� ������� ����� �� ��� �� ����������� ������� ��+��� ��� ����������� ������ ������ ��� �������� ����� ���� ��������� ������ ��+� ������ ��������� �� ��� ���������� ������� �� ��� ������ ���� ��� ����� �������� ���� �� �������� ��� �������� �������� �� ��� ���������� ������� ���� ������� � ������ ��������� �� ��� ��������� �� ��� ������ ��� ������������� �� ��� ������������� ��"����� �� ������ �� ��������� ������ � ���� ������ ���� ���� �� � �����6��������� .������� ����� ��� ��������� �� ���� ���������� ����� � ���� ��� ������ ���� ������6��

�)�����)���������������������*���+

E���� ������� ��������������� #E�5$ � � ������ �� �������� ����� �� � ������� �������������� ������ ������� �;G�;4 � ��� ������ ������ E�5 � ���� ����� ��� ������� ���� �+�� � ���� �� ����� ��� � ����� ��� � ��� �� �������� � ������ 5����� ��� ��������� ��� ������� � ��� ��� ����� ��� ��6� �� ��� ������� ��� ������� ��� � ����� ���� �� ������������� � ����� 5����� ��� ������ �� ��� ����� ���� ��� ������� � ���� ��� ����� ��� ���� ������+ �� ��� ������ ������� ������ ���� ��� ����� ��6� �� ��� �������� ���� ��� ���� ��������� .��� ������ ��� ���� ��� ������� � ���� �� ������ ��� �������� ���� ����������� �� ��� ������� ���� � ������ �� ����� �;C� ;? �

E�5 � ���������� ���� � ���� �� ������� ��� �� �"��� �������� ��� �������� �� ������ ���������� ������� �� ����� �� =��� ������� #&��� �'�'$� ���� ��� ��� ������������ �� � ���� �� �00 �� �0�000 ���� �� ������ ���� ����� ��� ���������� �� ����� ��������� ������� ������� ��� ������ �� ����� �� ���� ����� ��� �������� ����� � � ����� ������������ ���� ������ ������������� ��� ������� ���� �������������� ����� �������� ������ ���� #���"�����$ ��� 29@( ��� 29&&( ���� #���� �����$ ��� ������������ �� ���� ��� ������ � ����� ���������� ������ ������� ����� ���� 0�� �� 1�1 �� ��� ������ �������� ��������� � �� 11 �� ��� ������ ��� �������� ������� �� ����� ��� �� ���������� �������������� ��� ������� �������� �� ���������� ���������

!� E�5 �� ����� ��� ��� ������� ����� �� ����������� ���� �� ��� ���� ����� ��� ����������� ������� ������� ��� ����������� ���� �� ����� ������ ��� ������ ������ ���� �����"�������� ��������� ��� ��������� �������� ������� ��� ��� ����� ����� ������� ����� ����� ������������� �� ��� ������������ ����� ��� ����� ����� � ���������� ���������� ��

������������������������������� ���

��������� ����

������������� �;1 � ����������� ������������ ��� �� ���������� �� � ���� ����� �� ����� �����+ ��� ������� �� �� ��������� ���������� !� ��� ������������ � ��� ���� ������� �� �6��������� ���� �� ��"����� �� ������ ��� ������ ��+ �������� A��� ��+ ��� ������������������� �� ���������� !� ������� ������ ������� ��� ������� �� � ������� 5�:� ����� � ����������+ ��� ����� �� � ������� ������� . �������� �� ��� ������� ������ #����� ������$ �������������� ��� �������������� ������������ ������ � ����� �� &��� G� ��� �������� �� ���������� �� ���� ���������� ������ ��� ������� ��� ������ �������� ��� �� ���������������������� ���� 0�� ���������� �� 11�11 � %����� ���� ������� � "��������� ��� ����������� ��� ���"����� ��� ��� �������� �� ��� ��� ��� �� ������������ ��� ��� ���������� ������ ������� #&��� �'��$� &��"����� ����� � ���� �0 �� 1�111 �=� 5��� ����� ������ ����������� ��������� 29@( N 29&&( ��� ���� ����

��� ������� ������� ������ �� �� ��� ��� ��� ������ ������ � ����� �� ��� ���������� ������ �� ��� #������ �� ��������$ ������� ���� ���� ������ ��� �������� ���� ��� ������� ����� #�$) �� - �� K ���� #� F��$� ��� ��� ����� � � - � K �( ����� � - �� � ��� ��� ������� ��� �( � ��� ��� ��������� ��� ��� ���"����� � ����� ��� �� ��� ���������� � ������� ������ �� ��� ��� ������ � - �3��

E�5 ����� �������� ���������� ����� ������� �������� ����� ����+��� ������ ���������������� �������� ������� �� ����� �=�� ������� ����� ������� ������ �� ������ �����������

Figure 3 Constant-current pulse plating with an on-time of 5 ms, an off-time of 45 ms, and a peak current of75 A (adapted from VanHorn [25])

Figure 4 Current patterns in pulsed-current plating (Ideal pattern): (a) conventional plating; and (b) periodic-reverse pulsed-current plating (adapted from VanHorn [25])

��� �������������������������� ���

��������� ����

�������� ������� ������ ������� �������� ������������� ��� ������� ������� �� ������������ . �����+���� ������ �� ��� ������ ������� ��� ��������� �� �������� ������������ ���� ���������� �� ��������� O��� ������ ���� ��� ��� ���������� ����6���=��������� ������� �� ��� ����� ��� ��� ������ ��� �������� ��� ����+��� �'0 � E�5 ����������������� ��������� ��� ������������� �� ��� �������� ������ ����� �'�G��� ������������� ������ ���� ���� ������ #�� ��� ������� ������� ������$ ��� ��� ���� ����� ��������� ��������� �������� ���� ������ ��� ���������� �� ��� ����� �������������� E�5 �������� ��������� ��� ��������� �� ����� ������ ��� ������ �� ����� ��� ��������������� ������ ��� ��������� �� ����� ������ �� ���� �6���� ��� ������ �� ��� ����������������� ��� ����� ��������� ����� �� ��� +������ �� ��� ������ ���������

��� ��������� �� E�5 ������� �� ������������ ��������������� ��� � ������)

P 5���� ��� ������ ����� ������������� ��� ����� ��������� ���� �� �������

P M�������� �� ���� ����+�� ���� ��� ��� �� ��� ��6� � ����������� ��������

Figure 5 Square-wave current pattern of the forward and reverse envelopes in periodic-reverse pulse plating(adapted from VanHorn [25])

Table 4 Possible effects of pulse current electrodeposition on deposit structure(adapted from Landolt and Marlot [26])

Time interval Conditions that differ from d.c. plating Phenomena affected

On-time Double layer charging Nucleation rateOvervoltage Growth mechanism (e.g., dendrites)Concentration profile near the electrode Electrode reaction mechanismAdsorption (ions, additives, hydrogen) Codeposition rate (H, alloying elements),

additive reactions

Off-time Double layer discharge Surface diffusionPotential relaxation Surface recrystallizationConcentration profile relaxation Corrosion, displacement reactionsDesorption (additives, ions, hydrogen) Passivation, Hydrogen diffusion

Pulse reverse-time Anodic potential Selective metal dissolutionSign change of double layer charge Hydrogen re-oxidationConcentration profile near electrode Additive oxidationDesorption/adsorption (additives/ions) Passivation

������������������������������� ���

��������� ����

P E������ ��� ��� �������� �� ���������

P :������ ���������� ��������� � ��������

P O� �� ������� ��������� �� ��� ���� ��� �� ������� �� �0 �� 40<�

P 5���� ��� ���� ���� ��������� ������ ���� �� �������� ��� ��� ����

P &�� ��� ������������� ��� � ����� �� ����� � ��"����� �� ��� ������ ������� ������ ������ ������������

��� ���� ���������� �� E�5 � ���� ��� ��� �� � ������������ ��������� � ������� ���� ������ � ������������ �� �����

E�5 ��� �� ��� � � ���� �� �������� ���"�� �������� ���� ������� �������� ������������ ���� ������� ��� ���������� �� ���� ������� E�5 ��� �� ��� �� ������ ��� ������������������ ��� �� ����� ��� ��������� �� ������� ���������� !� ��� ��� ���� �� ���������� ������������� ��� ��������� �� ������������� ��� �6����� �������������� ������������� ������ E�5 ����� ������� �� ��� ��������� �� �������������� ����� ��������� ��� ���������� ��������� E�5 �� ���� ������� �� ������ ��� �������� ������� ����� ������� ��� � ������� ���������� ������� ��� ������ �������� ���������� �� E�5 ��� ����� �� ����� �'���

E�5 ��� �� ��� �� ����� ���������� ����� ����� ���� � ����� ����������� ���������� ����� ����� ����� �� ���� ������������� ��� � �� ����� ����� �� ����� �������������� ��������� ����� ����� �� ������� �������� ��� ������ ����� ���������� �������� ����� ������������� ������� ��� �������� #�� ��� �������$ ������� ��� ����� ����� ���� ��� ���� �����

Table 5 Benefits of Pulsed current electrodeposition

Metallurgical Denser depositFiner grain depositLower porosityHigher tensile strengthHigher elongationReduced stressReduce hydrogen embrittlement

Electrical Higher conductivityLower contact resistanceBetter bondability

Physical Fills submicron trenchesImproved adhesion of depositReduced stress on photo resistsIncreased throwing powerControl of alloy compositionUniform thickness

General Reduce additivesReduce plating time 10 - 20%

�� �������������������������� ���

��������� ����

����� ����� ��� ��� ����� ����������� �� �������� �� ���� ������ �� � ����� ������� ���������� ������ !� �������� ������� ����� �� ����������� ��������� ����������� ��� ����� ����+��� �������� � ��� ���������� ����� �� ��� ������ ��� ���������� ���� .� ���� ��� ���"������ ��� ������ �� �������� ������� ������ ��� ��� ������ ����� �� ���� ��� ������ ������ ��� ����� ����� �� ������� ��������� ��� ���������.� ��� ��� ���"������� ���� ��� �������� �� ������ ������ ��� �������� �������������� ��� ���� ����������� ���� ��� ������� ��� �������� ������� �� ��������� ������������ ������

,�)-���&��"

*��� ������� ��� ������ � �������� ������� ������ ���� ������������ �������������� �� ������� ������ ������� � ������� �� ��� B�� #�������$ ��� ����� �� � ���� ���� ����� ������ ���������� ���� ��� ������� ��� ����� �� ��� ������ ����� ��� ������ � ������ ���������� ��� ��� ��� ��� ����� �� ������ �� ��� ������ ���� �� ���� � ���� ���� �� � ����� ���� �� �� ����� �� ���� ����� � ��� ����� �� �������� �� ��"������ ��� ����� ��� ������ ������ ������ ������� ��� �������� �������� � ���� ��� ������ ������� ��� ���������� �� ���� ��� ��� �� ����� ���� ��� �������� ��� ������ ������� ��� ������ �������� ��� �� ����� ���� � ���� ������ ��� ������ ������� ��� ��� ���� ������ ���� ����� ������ ������������� �� ����� ������ � �������������� ��� ���� �� ������� ��� ������+ ������� ��� ����� ��� �� �� ������ ������� ������ ����� ����� �� ����� ��������������� ���� ������� ��� �� ������ ���� �� ���+ ������� :�������� �������� ������� �������� ��� ������� � � +�� ������� �� ��������� �����"������ ���� ����� ������ . ����������� �� ����� ��� ����� ��� �� ����� ���+��� ������� ����� �������� ��������� �������������� ����������+��� ���+����������� ���� ��� �� ������� �� ���� ������� .������ ����� �� ��� �� ��� ������ �6��� ��� �� ��� %� ����� ���� � ������� ������� ����� ����������� ��� ��B�� ��������� �� ���� ������ � ����������� A���� ��� ������ ����� ���������+�� �������� ����� � �� ���� ��� ���"���� ���������� . �������� �� ���������������� �� ������������ ������������� ��� ���� ������ � ����� �� ����� �'�4�

Table 6 Comparison of the characteristics of conventional electroplating and brush plating(Source: Brush plating Course Manual, Liquid Development Co.)

Characteristic Conventional electroplating Brush plating

Precision buildup capacity Fair to good ExcellentQuality of bond Good ExcellentSpeed of deposit Slow FastDensity of deposits (porosity) Moderately dense Very densePortability No YesRequirement for post finishing Usually required Not required for thickness up to

0.01 inch on smooth surfaceHydrogen embrittlement Yes No

������������������������������� ��

��������� ����

.�����������������

Q�� ��������������� #Q�5$ � � �������� ������������� ������"�� ���� ����� ����������������� ��� �� ��� ����� �� ������ ���� ������������ ���������������� :�������������������������� � ��������� ������ �� ����� ��������� ��) � ������� �� ����� ������������� � ������� �� ���������� ������ ��� ��������=������ ��� �������� ���� � �������� �� ���������� �� �������� ����� ���� ����� � ��� ����� �� ��� ����� ��� ��� �������� ��������� �����������=�� �� � �������� ����� ������� ������� ��� ������� ��� ���+ �� ��� �������� ��������=����� ������ ����� �6����� ��� ���������������� ����������� �6���� ��� ����������������� �� ��� �������� ������ !� � ������� ���� ������������� � ������� ��� �� ���� ������������� �� ������ � ��� ������ ����� �������� �� ��� ������� ������ �6���� ��� �������� �������������� ���� �� ����� ���� �� ����� ����� ��� �� ��� �������� �� ������ �� ��� ����������������� .� ������ ������� ������� �������� � ��� ��� ������ �� ������� ��� ������ �� ������������� *����� �������� ��� ��� ��� ������� �� �������� ��� I���������� �� ������������ �� ����� ��� ��� �� �������� �� �������� ��� ����+�� �� ��� �������� ������ !������������� ���������������� ��� �������� ����� ����+�� ��� �� ������� �� ��������������� �� �� ������� � �������� ��������� �� �� ��������� ��������� �� �� ��������� ��������� ���� �������������� !� B�� ���������������� ��� ����������� B�� �������� ���� � �������"������� �� ����� ��� ��� ��+� ��� �������� ����� �6������� ����� :���"������ ��� ��������������� ������ ������ ���� ����� ��� ������� �� �������� ������� ������ ��� �� � �� ����������� �� "���� ����������� ��� ������ �� ������� �� ��� ���������� �� ����������� ���������� �� ��� ��������� �� ���� ������� ����� ���� ������� �� ����������� �� �������������� ��� ����FE���� ��������� ��� �������=� �������� ������ �� ��� B�� ��������������� � ������������� ���� ������������ ������ ��� �� ��� ���� ������ ������������ ��� ������� �������

R��� �� ��� �'� ���� ������ �������������� @�F:� ����� ����� �� Q�5 ���� ���������� ������� ������� .�������� �� ����� ��� �������� ������� ������ ��� �� ���� G�0 .3��;

��� ��� ������ �������� ���� ��� �� � �� GC�' ��3���� ����� � 10 ���� ����� ���� ���� �������������� ���������������� ��� ����� ��� ������� ��� �� ����� ��� ���� ���� ������=�� Q�5 ������� ������ �� ������ ������ �� ��� ��������� �� ��� ������� ������ !������ ��������� ������ ���� ;�'1 �� G�CC .3��; ������ ���������� �� ��� ����� �=� �� ��� :�F@� ���������� ���� �1 �� 1 �� ��� �� ������� �� ��� ����������� ���� ��G�� �� ���G0� 9��� ���� ���+ ��������� ��� �� �� Q�5 ��� ������ �� ������������ �������� ���� ���� ��������';�'4 � ��+����� �� ��� �'C ���� ������ ��� ��������� �� ������������� ������ @��E ��� @��E�A�: ������� ������� �� Q�5� &����� ���������� �� ��� �������� ��������������������� ��"���� ������ ������������ �� ��� ������ �� �������� ������� ������ ��� ������������ �� ��� ���������� �������������� ��� ������� �� ��� ������� ������

������������������$��&��)�"������/)�

��� ���� ,����� ��"���S� �������� �������� �� ��������������� ������ ���� � ��������� ������ ����� ���� ���� ������� ���� ����� �00L:� /�� �� ��� ��"��� ���� ����� �� ��� ��������#����� ������ �������� �������� ���=��� ����$ ��� ���������� I������� �� ������� ���� ��� ������ �������� ���� ��� �������� ���������� �� ��������� �������� ��� ��������������� �������"��� ��� ������ ���������� �� ���� ��� ���� ���� ��� �������� �� ������ ���� ��������������� ������������ ��������� ��"���� ���� ���� ��� ��� � ������� !� ������� �������������� ��������� ������� ����� ��"��� ��� ������ ������������ �� ��� ���

��� �������������������������� ���

��������� ����

������������� �� ��6��� ���� ������ ��� ���� ������� ��� ��������� ��������� ��� ��� ����� ���� � ���� ���������� ������ /�������� ����� ��"��� �6����� ���� ���������������������� ��� ���� � ���� ��������������� ������ ������ ��� ��������������� ������ ������� � ������� �� ���� ������� ����� ���� ��� �� ������� ���� �"���� ������ .��������������� �� ����� ��"��� � ���� ������ �������� ���� �������� ��� �� ����������������� ������ ��� �� ����������� ������ ����� ��"��� ��� �������� ������� ���������� �������"��� ���� ��������� ����������� ��������� � ������ ��� � ���� ������� �� ������������������ ���������������� ��������� �������� ��������� ��� ������� ������� I������������� ����� ��"��� ��� ��� ������� ����������� ��� ��� �5 �� ������ ����� ���������� ���� ��� ����� �� ���� ������� ����������� ��� ��������������� ������ ���� ���� ����� ��� �� � ���� ���������� ������ � ���������� ��� �� �������� �� ���������� ����������� � ����������� ������ �������� ��� ��������=����� �������� ���� ������������������ �� ������ A���� ��� ����� ��"��� ��� ������������ ��� ��������� ��� ������� �� ����� �����������

. ����� ������ �� ����� �� �5 �� ����� ���� ��������������� ����� ��"��� ���� ����������� ������ ���� � ��� ����� ���� �6����� �5 �� ����� ���� ������������������������ ��"��� ��� � ����������������� #*&G

F$� ��6������������� #E&4F$ ��� ������=������

����� ��"���� :�������������� ��� ��"��� ��� ������ ��������� ��� ��� �������������� ��6�� ��� �������� �������� ��������� ����� ���� ��� ��� ����� ��� �������� ��� !�������� �� ���������������� ����� ����������������� ����� ��"��� ��� ���� ����� ������������� ��� ��� �������� ��� �������� ��� /�������� ���������� �� ����� ������� ������� ����� ��"��� ��� ��� ����� ������ ��� ����������������� ����� � ��� ���������� ������������������������� ����� ��"��� ��� ������� ���� �� � ���� ������ �� ����� ��� ����� ����������� ����������������� ��� ��� ���������� *����� �� � ��������� �� ��B�� ��� D���������� ��� ������� �� ��� �������� �� *&' ��� ��� ��������� ��� �������� �� ������� ��������� � D��� ��� �� ������ ��� ����� ��������� ����� ��� � D��� ���� �� ���� ����������������6 ������ ��� ��6������������� ����� ��"��� ��� ������ �� �������������������� ����� ��"��� ��� ���� ��� ���� ����� ������ �������� �������� ����������� �������� ���� ��������� ���� �� ������ �"���� �������� ���� ��� ��� ���������������� ���� ����� ��� ������� �������� � ����������� .������ ��� �� ����� ��"������ ��� ��������������� �� ����� � � ����������� �� ������ "��������� �������� ���������� ��#����������������������$������ @#:&'A9;$;

F� ���� @#:&'A9;$;F ����� ��"��� ��� ���

���� ����� ������ ������� ��� ��� ��������� ���� ������ ��������� ���� @#:&'A9;$;F �����

��"��� ��� ��� ������� ��������� � ������� ����������� ��� ��� ����������������������� ������

. ���� ������� �� ����� ��� � ��� :�� &�� @�� :�� :�� H�� E�� .�� :�� D�� E�� .�� �����+����� ��� ��+����� ����� ����� #D�� @�� J� I� ��� :$� 8�� !�� ��� A�� E�� *�� �� ��� ����������� ��������������� ����� ��"��� �'?� '1 � ��������������� �� :�� &�� :�� .�� :�� H��@������� ��� 8�� A�� !�� !��A� ������ ���� �� ���� �6����� ���� ������������������� �������"���� ��������������� �� .�� :�� :�� @�� H�� /�� 8�� 8��.� !��A�� @��A� �� ����������� �� @#:&'A9;$;

F ����� ��"���� ��� �������� �� ��������������� ����� ���� �������"���� ����� ����� �������� ��������� �� ���� ���� �"���� ������������ ��� � ��������� �� ������ ������������ �� ������� �������� �������������� 9�� ������� ��������� ���� ��������������� �� �� �� @��� ������ @���� ����� ��� ������ ��� � ����������� ����������6������ ������������� ��� ���������� ����� ��� ���� �������� ��6����� ���� ���

������������������������������� ���

��������� ����

����� ��� ��������������� �� @��� ������ ����� �� ����� �������� ��������� ��� ��B����+ �������� ���� @���� ������ � ��� ����+���� �� ��� ���� ����� ����� ����� ����� ����� ���������� �� ��� ����� ���� ������ ������� �� ������ �� @� ��� ���� ��� ������������� ��6�� ��� ������������ ������� H��� �� .����� �� ��� �G0 ���� ���� ���� �5 �� ������ ���� ���������� ����� ��"��� ���������������������������� ��#����������������������$ ����� #�*/E ��;@$ ���������� ��&� � � ����� �� �������� ����� ����� ��������� �� �� ��������� ���� ��� ������� ����� �� �� �� �00 �� ����+� ����� ����������� �������� ���������� #������ ��� ������� ��������� ����� ���� ������ ��� ����������+���� ��������$� ���� ��� �������� ������

������������&��"

����� ������������������������

��������� ������ �� �� ���������� �������� �� *������ ��� I������ �� ��� ���� �1G4� �������� ����� �� ����������� @��% ����� �� ��� ����� ��� �� � ���� ���� ���� � ������� ����� .��� @��% ����� ����� �6����� � ���� ����� �� �������� ��� ��� ����+��� ��� �� �6������� ����� ������� �������� �� ��� ����� ���� �������� ������������ �� ��� ������ ���� ���������� �������� ����� ��������� ����� ���������� �� ����� ������ ���� ����� ������� �6������ ������ �� ��� ���� ���� �� ��� ������ ��� ��� ��� ��������� ��� ��� ��������������� ���������� �������� � �� �;0< �� ��� ����������� ������ .���� ������� ������ ������������� ���� ��� ������� ������ �� ��� �6������ �� ��� ���� ���� ����� ���� ������ ���������� ��������� ������� �� ���������� ����� ������ �� �� � ���� �������� �����#��� ��������� �������� �� ��������� � 0�G11 M �� A�� �� � G�4 ��� ���C �� � C��0$� !���� ���� ��� �������� �������� ����� ������ �������� ������� �� ������ � ������������� ������ ���� �6������ �������� ������� #� �� �������������$� ����� ��� ���� ������� � �������� ���+�� ������� *��� �� �� ������� ���� ������������� ����� %������*��� ������ ��� ���� � ,��������� E������S ��� ��� ����� ��������� ������ ���� � ��+��� ����� � �� ������� ������ �� ��� ���� �������� �� *������ ��� I������� .������� ������� �� ����� ���� ��� �� ����� ���� ��� ������� ��������� ���+�� �� ����� ��������� ��� �������� ������� ���� �6������� �������� ��� ���� �������� �G��G' �:������ �� ���������������� ������� �������� ���� ��� ��������� ������ ������"�� �������� ��� ���� �� � ���� ���������� ����������� �������� �� ��� ��������������� �GG � A���� �� ������� ���� � �������� �� ��� ��������� �������� ����� ��� ���� ���������� �� ��� ���� ����� �� �"��� � ���� � ��� ������� ��������� ��� ����������������� ��� ��������� �� ��������� ����� ������� � ���������� ���� ������� �����6 ������� �������� ��������� ��� � ���� ����� �� �������� ���������

������� �������������������

��������� ������ � ������� � ��� ������������� �������� #���������$ �� ����� ��� �� ��������� �� � �������� ����� #���������� ����������� �� ������������ ����������������� ������ ���� ��� ��� ��� �������� ��� ��� ���������� ��������� ���+�� ���������� �������� �� ��� ��������� @��E �������� �������� ��+��� ���� �� ��� ������������� � ��� ����� ���������� ��� �� �� ���� �������� ���� �� ����� �� ��������� �� �����������������3�������� ������� �� ��� ������ �� ��� �������� �������� ��� ���������� �� ������������ �������� � ��� �������� � � ����� �� ��� ��������� ��������������� ����������� �������� ������� �� ��� ������ �G' )

��� �������������������������� ���

��������� ����

'@��E9; K '�;9 K @�A9G � '@��;E9' K �;A9G K ;�; K @�0 ���#�$

;�;E9;F K @�;K K ;�;9 � ;�;E9'

F K �; K ;�K K @�0 ���#;$

@�;K K �;E9;F K �;9 � @�0 K �;E9'

F K ;�K ���#'$

�;E9;F K ��� � �;9 K 9�F K E ���#G$

'�;E9;F

��������� ������ ����� �������� �;E9'

F K �;9 K ;9�F K ;E ���#�$

I������� #'$� ��� �������� ���� �� �������� #�$ ��� #;$� �������� �� ���+�� �������������� �������� #�$ #� �������� ���� �� �������� G$ �������� �� ������ ���������� ����������������� �������� ��� �� �������� � ��� ��������� ������ �������� �G� )

�;E9;F K �;9

��������� ������ ����� �������� �K K �;E9'

;F K ;��� ���#4$

@�;K K ;��� � @�0 K ;�K ���#C$

�;E9;F K ��� � E K 9�F K �;9 ���#?$

�;E9;F K �;9

��������� ������ ����� �������� �;E9'

F K �; ���#1$

@�;K K �;E9'F � @��E9' ���#�0$

I������� #4$ �� #?$ ��� �������� ��� ��� ��������� �� ��� @��E ����� �������� !� ��������#C$ ��� #?$� ��� ��� ������� � ������� ��� @� ��� E ��� �������� @�� ��� �� ��� ����������������� �� ��� ���� ��� ��������� �� �@ ��������� I������� #1$ ��� #�0$ ��� ���������� ����� ��������� !� �������� #1$� ��������� ���� ��������� �������� ������ �� ��������������� ����� �������� ��� �������� ����� . � ����� �� �������� #�0$� ���+����������� � ���+�� ������������ ��� ���� � ��������� �� ��� ������������� �� ���+����� �� ��� ����� .��� ��� ���+�� ����������� ����������� ��������� �� ��� ������� ����������� �� � ��������� ��� ����� ������ �G� � ��� �������� ���������� �� ��� �������� #1$ ���#�0$ ���� � ��������� �� ��� ���������� �� ��� ��������� ���+�� ������� �������� �����

E������� �G4 �� ��� ���� �� �������� ��������� ����� �������� �� ���� �� ��6���������� ������� �� ������� ���� ��������� ����� �������� �������� ����� ���������� ���� ��� �����=����� ����� �� ��� ������ ������ ��� �������� ������ !� ��������� ��6�� �������� ������ ���� �� ��� ������� ���� ��������� ���+�� ������ ��� ����������� � ��� ��������� �� ������ ��� �������� �������� �� ��� ��6�� #��������$��������� ��� .����������� ��� ���� �� ��� ������ �������� ��� ���������� �� ��� ���������������� ��������� ������������ �� ��� ��������� ������� ��� ��� ���� �� ������ �������������� ����� ���� �� ��� ��������� ��������� ��� ��6�� ��������� ��� ������ ������ ����������� ������ �������� ��� ������� �)

���������� ��

�;E9;F K �;9 � �;E9'

F K ��� K �K K �F �0 - 0��0 M �� A�� ���#��$

!� ��������� ���

@�;K K ;�F � @�0 �0 - � 0�;� � �� A�� ���#�;$

;�K K ;�F � �; �0 - 0�00 M �� A�� ���#�'$

�;E9;F K ;�K K �F � E K ;�;9 �0 - 0�0�0 M �� A�� ���#�G$

�������������������������������������� ���

��������� ����

���������������� �������������������������� ������������������� ��������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������ ������������������������������������������������������������������������� �������������!��

"�������������������������������������������������� ���������������������#�������#���������$�������������������� � ����������������������� ���������#� ��������� �� ���� ��� �������� ��� ��� ���������� ��������� �������� ����� ��� ��������� �� ����� ������������������������������������%��������� ����&'��������������������������������������������������#������#������������#���������������������������������� ����������������������������������� �����������������������������%����

(���� �� ��� )!*+� ������� ��� ������� ��������� ��� ����������� ���������� ����������������������� ������������,-�.�#��������� ��������������#������������������������������"����������������������������������������������������������/0��������� ��������������������������������� ���������������������������������%������������������������������� ����������������1����������� ���������,-�.��������������� ��������������������������������������������'�0.���������.���� ����������������������������������������������������.(!�����������������&

2�3�4���!�5����1(&��"���������������#�����������������������.(!����� ������6��������������������������������

.(!4�7�6$(4���.�$(�!

4�7�!(�$�7�6�4 �����/�

(������#� �� ��� ����� ������ ����������� � �� ���� ����� ��� ����� ������ ���������������� � ���� ����� ��� �������� .���� ��� ���� ���������� �� � ���������� ��������������������������� ������������������������������ �8�������������)!6+�

.(!4�7�!(�$���.�$(�!

4�7�!(���7�!(7�7�!�4 �����9�

�'��7�7�!�4����'�� �����*�

&%��������9�������*�����������������������

.(!4�7��'��7�7�!(�$����'���7�.�$(�!

4�7��(��7�!(7 �����6�

:����������������

.(!4�7�(7���.( �7�(� .�7�/;�(� �����<�

� ���� ������������ �����

.(!4�7�!(�$���.�$(�!

4�7�!(���7�!(7�7�!�4 .�$(�!

4�7�!(� �����2�

������������������������������������������������������������� ����������������=�#�������������������� ���������������������)!6+�

,-�.���� ����� ������ �������� ������� �� ��� ������ �����#� ��������#� ��������������� ���������������������������������,-�.����������������������������� ������������������� �����������������������������������������������������������,-�.�������������� ���������������%�����=

'��7�7��>( ��'(.( �7� (�$��� '���7��>( ���'(�4�7�( .$ �7�/(

7 �������

�)�>( ��'(.( �+�7�!'��7�7� (�$

��'��.�7��'���7��)�>( ���'(�7�+�7�( .$ �7�9(

7�7��;�(� �������

��� ������ ����� �����������������

��������� ����

.�������������=

�>( ��'(.( �>

� ��� ��>( ��'(�7�.( �7�(��7(7

���>( ��'(�7�7�.�7�/;�(� ����� �

"���������������������������������#�,-�.����������������� ��������� ���� ���=

����=

�>( ��'(.( �7� (�$�7�(7����>( ���'(�7�7�( .$ �7� (� �����!�

�������=

�>( ��'(.( �7�$(4�( $�� ��� ��>( ��'(�7�.$�

4�7� (� �����/�

"����������������#����������������������������������������������������(�$���(7�7$(4�������� ���������������� ���� ��������$(4������������� �������������.0(��������,-�.������������#���������������� ����������������������������������������$(4��������������������������������� �������������(7������������������������������������������(����������������"�����������������#���������������� ���� ����������������������������'$(#�'(!$(#��������������������������������������?�������(����������������������*�2����!�2����������������������������$(4��������.0(�����#�����(������������� ���������������������� "���������#��������#� ����(��������� �������������������������$(4�����������������������������������������(7������

������������������������������� �����/�#���/������<�������������� �#��������������������������������������������#�����������������������#�����������0��������������������0�������� ��������&����������������������������������������'�4@#�'�4.���������'�#�����#���������� #�������������������������������#�� ����������#������ ������������� ���������������� ��A���������������������( ����������������������������������������������������������������������������������������������������#��������������#�������� ��������������������������������)!�0!!+��.���� �����0������������������������������������������������������������������������ ����

���� �������� ���������� ��� ��� ����������� ������ ��� ������ � �*�� ��� ���� ��#������������#���������������#����������#��������#��(���������#������A������������������-���������������� �������������� ����������������� ������������������������������������� �6��������������������������������������������������������������)!<+�� "�� �0��������� ��������� ����������� ������� ��� � ������#� ����������� ���0����������� ������������������������������������� ���������������� �������� �� ��������������������������������������������;���������������������������������������������������� ����#���������#���������������������������������������������)/+�

������������������� �������

,���������� ��� ����������� ������� ��� ��� � �������� ��� ����������� �� ������� ������������������������������������ ���������������������� �'�0@����'�0.���� �������������������� �������������������������������� ���� ���"����������������������'������������������������������� ���� ����������������������������������������#������������������������ #��������������� ��������������������������������������� ��� �� ������������� ��� ������� �� ��� �������������������� ��������������������

�������������������������������������� ���

��������� ����

Table 7 The various components of electroless plating bath and their functions [43]

Component Function

Nickel Ion Source of MetalHypophosphite/Borohydride/DMAB Reducing agentComplexants Stabilizes the solutionAccelerators Activate reducing agentBuffers Controlling pH (longer term)pH regulators Regulates the pH of the solutionStabilizer Prevents solution breakdownWetting agents Increases wettability of surfaces

Table 8 Application of electroless Ni–P coatings (adapted from Agarwala et al. [49])

Application Components Coating thicknessavenue (�m)

Automotive Heat sinks, carburettor components, fuel injection, ball studs, 2-38differential pinion ballx shafts, disk brake pistons and pad holderstransmission thrust washers, synchromesh gears, knuckle pins,exhaust manifolds and pipes, mufflers, shock absorbers, lockcomponents, hose couplings, gear and gear assemblies. Fuel pumpmotors, aluminum wheels, water pump components, steeringcolumn wheel components, air bag hardware, air conditioningcompressor components, decorative plastics and slip yokes.

Air craft/ Bearing journals, servo valves, compressor blades, hot zone hardware, 10-50aerospace pistons heads, engine main shafts and propellers, hydraulic actuator

splines, seal snaps and spacers, landing gear components, turbinefront bearing cases, engine mount insulator housing, flanges, sun gears,breech caps, shear bolts, engine oil feed tubes, flexible bearing supports,break attach bolts, antirotational plates, wing flap universal joints andtitanium thruster tracks.

Chemical & Pressure vessels, reactors, mixer shat, pumps and impellers, heat 25-125petroleum exchangers, filters and components, turbine blades and rotor assembles,

compressor blades and impellers, spray nozzles, valves: ball, gate plug,check and butterfly, stainless steel valves, chokes and control valves, oilfield tools, oil well packers and equipment, oil well turbine and pumps,drilling mud pumps, hydraulic systems actuators and blowout preventions.

Electrical Motor shafts, rotor blades of stator rings 12-25

Electronics Head sinks, computer drive mechanisms, chassis memory drums and discs, 2-25terminals of lead wires, connectors, diode and transistor cans, interlocks,junction fittings and PCB.

Food Pneumatic canning machinery, baking pans, moulds, grills and freezers, 12-25mixing louts, bun warmers and feed screw and extruders.

Table 8 Contd.

��� ������ ����� �����������������

��������� ����

Marine Marine hardware pumps and equipment 25-50

Material Hydraulic cylinders and shafts, extruders, link drive belts, gears and 12-75

handling clutches and clutches

Medical & Disposable surgical instruments and equipment, sizering screens, 12-75pharmaceutical pill sorters and feed screws and extruders.

Military Fuse assemblies, tank tarred bearings, radar wave guides, mirrors, 8-75motors, detonators and firearms

Mining Hydraulic system, jetting pump heads, mine engine components, 3-060piping connections, framing hardware.

Moulds & dies Zinc dies, cast dies, glass moulds and plastic injection moulds of plastic 15-50extrusion dies.

Printing Printing rolls and press beds. ~ 38

Rail road Tank cars, diesel engine shafts and car hardware 20-90. 12-50

Textiles Feeds and guides, fabric knives, spinnerets, loom ratchets and knitting ~ 30needles.

Wood & paper Chain saw engine ~ 25

Miscellaneous Drills and taps ~ 12Precision tools ~ 12Shower blades and heads ~ 8Pen tips ~ 5

�������� ��� ������� �� ��� ���������� ��� ������� �� ��� ����������������� ��� ��� ���� ��������������������������������������������'�0:�0@�������������������� ����B��������������������������������������#���������������������� �������������������������'�0>�0@������������������������� ��&����������'�0>�0@#�'�0B0@#�'�0-�0@#�'�0C�0@#�'�01�0@#�'�0:�0@#�'�0>�0@���� � ������������������������� ��������� ���������������D����������������������������������������������'�0>�0@#�'�0B0@#�'�0-�0@����'�0C�0@�������������������������)/�0/9+������������ �������>�#�B#�-�#����������������������'�0@����'�0.������������������������������������������������#���� ��������������������������������������������@����.�������������������

��� ������� ������� �������

���� ������� ������������������� �������������������� ��� ������������������������� ������� ���������������������������������� #�������������������������������� ��������� ��������������������������������������������������� )!�0!!#�!<#�/*+������������������ ��� ��������� ��������� ������� � � ����������� ������������ �������� �������������������������������������������������������������������������� �����������������������������%���������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������#�����������%�������������������������������� ��������������������������������1����������� ���������� ��� ���������������������������������� ����������������'�4@�����

�������������������������������������� ���

��������� ����

���������#����������A���������#������������� �������������#�������������#���������������������#� ��� ���������������������� ��� �����������#� ��������������������������#������������� �������������������������#�����������������������������������)/*+�

��� �������������������������������� �������

1����'� ��������)/6+�������������������������� ������������������������'�0@;'�0.������������������������������������ ����������0���������������� �����0��������������������������������������'�0@����'�0.���������� ������������� ������������ �������������������������������������������������������� ������������ ������������1����'� ��������)/<+������������������������������ ������������������������'�0@�������������� ���%���������������������������������� ����������0�����������������������������$��� ������� �����������������������������'�0@�������������� ��� ���������������������������������������� ��#����������������������������������� �����������������������������%������ �������������������������������������������������������'�0@���������������������������������� ����������������� ������������>���������)92+������������������� ��������0� ����������������'�4@������������������������������������������������0��������'�4D�4.���������������8�������)9�#�9�+��������������������������� ��������������������������������� �������'�4@����'���������� ������0�����������������������������������������������������������������������������������&E�'�0@������������C�<�,�-����� �

������������ ���� � �������

>�������������������� ������ ������������������������������#��������������#��� ����������� ���������� ������B���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������>�������������� ��������� ������� �� ��� ��������>������ �� ��� ������ �� � ������� ������������������ ��������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������� ����������������#������������������������������������������ ����������������������������������������F�����������#�����������������������������#������������������������������ ���������������������������������$�������������#��������������������������������#����������������������#���������� ������������������������

"�� ��� ����������������������#� ������������������� � ��� ������������� ��� ������.��������������������#��������������������������A���������������������������������� ������������������������������������������������%������������������������������������ ��������#��������A�#������� #�������������� ������#���������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������� ������������������ ���� �����������D���������#� ��� �������������������#� A���� �������������������� ����� ���������� ���������� ���A���� ������������������������������������������������ ������������������������A������������������������������������������������%�����������������������������������������������������������#��������������������������������������������������������#�A���������������������������������������������������������������������������������������������

��� ������ ����� �����������������

��������� ����

�������������������������������������������������������������������������� ������������������

������������ ���� ���� �������� �������

&��������������������������������������������������������������������������� �=�������������������F������������������������������������������������������������)9�#�9 +�>���������������������������� ��������������������������������#�����#�����������A�������������������.�������������������������������������������������������������������������������� ��� ������� ��������������������A������� �����������������#������0������0������������������0��������������������� �������� ����� ������� ���������������������������������������������������������0������������������� ������������ ��� ����������� ��� �������������)�+�������������������������������������������������������������� ������ ���������#����������������������#��� ����������������#�������A�#������� #��������������������?�������#���������������������������������������������������������������������������������������)9!+�

&���������������������������0�������� �������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������� ����� ������ ������� ��� �������� ��� ������������ � �������� �������� ������� ��� � ������������������>�������������������0������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������1����������������������������0��������������������%���� ���������������������������������)9/+�

����������������� ������������������������������������������������������"���������������� �� ��������������������������������������������������� ��������� ��� ��������������G���22��G����2��)99+���������� �������A������� ��������������������������� ��������������� ����������������� ��� ������������ � ��� �������C�������������� ����� �222�������������������������������������������������������������������� ����������������#��������������������������)9*+���������������������������� ����2�/�'�'$(������������� �������� ��� ������� ����� � ��� ��� A���� ������� :������ �� ��� )96+� ���� ������� ��������������� ��������� �������������������������A�������������������&�����������������A���������������������������������������2���;���#���������� ����0��������������22���;����������������������������0��������������������������22���;��������������������������������2�����22���;����������� ��������������������������������������������� ����������(���������������� �22��������������������� �� ���������������������������������������������������A�������������������22���;�����(������#���������������������������������������������������������������������������������������������������2���;�����"�������#����A�������������������22���;���������������� ��������������������������� ������� � ���������������� ����������������� ���������������2�����22���;����

���� ����� ����� ��A�� ��� ����0������� ������� ��� ����� ���������� ������ ����� ����������������������������������������������������������������� ����������������������� ��� ��� ���������� �������� �� ��� �����0������� ���������8���� ���������� ��� �������������� ���� ��������������������� ���� ��� ����� ���� ���������������A��#� ��� ����0

�������������������������������������� ���

��������� ����

����������������������������������)9<+����������������������0������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������� ��� ��� ������� ��� �� � ���� ���� � ��������� �������� ����������� ���������� �����������������������������)*2+�

:����� #� ��������������� ����� ������� �'>�� ������� ���� ����� ���������� ���������������������������������� ���������������"���������������������������������� ��� ����� ����� ��A�� ��� ��� ����0������� ������� ��� ����� ���������� ��� ������� ��������������� ��������� �� ���������� ����� ������������������ �������� �� ������� �� ������������������1��������������������������������������� �����������������������������$�� ������������������������������������������������������� �������������)*�0*6+��1��������������������������������������������� ��������������������������������������������)*�#�*!#�*/+#������������������������)*�4* +����������� ������������������������������� �� ��������������

:���������� )*�#�*<+� ����������������������������������'>�������� �<<�<<H#� �����������A���������������������������<<�<<H#��22�����������A����������������������������� �������������������������������'>�����������������������22��5������������������� �� ���������������'���� ���������������������� ��A�� ���������� ��� ���������4������������A������������ ���������������0������� ��22�������� �� �������������#�������� �������'������������������������������������� � )*�#� *<+��B�������� )62+������������������������������������������ ������������������������������������A������ �������9�������������������������������'>�'�� ����������������� ���������� ������������������� ����������'��� ��������������� ������� ������� �� ����������������� ��������� �������������� �����������������������������������������������������������������������������������'>�'����������-��������.����������)6�+������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������A�������� ��������������������������������0��������� �� ����������������������������� ������ ������ �������������� �������'����� ������������� �� ����� '�#� ��������� � ������� ��������� �� ������ ����������� ����� ������� �������'����������

I�������)*6+��������������'>�C����������������������������������������������������� �� �����������A��� ����� ��� ������� 2�/� '� '$(� ��������� ���� ����������������������'>�A����������������������92H���������������&8�����#�<2������<��;���#� ���������� �� ���� ������� ����� ������� ��� ��� '>� A���� ������� ������ �� ��� ��������� ����� ���� ������������ ����������������������� ��������� ����������'>�A����������������������������������� #��������������������������������������������&8������������

5��������������)6�+�������������������������������������'>�>������������������������� � ��� �������������� �����0������� ��� �� ������� >�� ��� ����� � �����A��������������������������������� ���� �� �������>������������� �������������I�������)6 +���������������������������'>���������������������������������������������������� ��� ������������������� �����%����� ��������������������� ����� ����������� ���'>������� ����� ������� �������������������1������������������������������ ��� ����������������������� �� ������������������������#��������������#� ������������������������#���������#�������?����������������������������������������������� �� ��������������

��� ������ ����� �����������������

��������� ����

����������� ����������������������������������������������'>�������(>�����(�1$!

������������� �� ��� �����������������'>������� ��� ������ � ���������� ���������������������� �� ����������)6!+�������������������A��)6/+��������������'>�>���9*����������A������'>�>�4@��/2�����������A�#���������@��������������������������������������������������������������������'>�>�����>�4@���� �������� ����������� �������������������2�����#����������� #������������������������ �� �������>�����2��/-'�1$!�����������(��2�/���'>�>�����>�0@����������������������������������� ���������������� �� �������>���1��������������������������������'>������� �� ������>��������������������������������������������� ���������������#��������������������� �������������������������������������� �� �������>��

@����� ������������������������������������������������������������������������������� �� ��� ���������� ��� ���������� ���������� ���� ������ �� ���������� ������ � ���������������������������������#�������������������������������������������#���������������������D���������������������������A���������������������#������� ����������� ������������������������������������ �������������������������������?����������(������#������������������ ������� ���������� ����������������������#��������������?���������������������������@����� ��������������������������������������������������������������������#����������������������@�������������������������������������������������������������������������������� ���������A�������� ������������������������������������� ����������������������������������� ����������������������������������� �������������������������������������������������@����� �����������������������������������������8������ #�����������������������������������������������������������������������������(������#��������������������������������������������������� ���������� ����������D���������#� ������������� ������������� ������������������������������������������������������������ ���������"���������������������0�����������0������#� ���� ��� ���������� ��������� �������������(������#� ���������������� ����� ������� ������ ����0����� ��� ����������� ����� ������� ��� ������ �����������F�������#������������������ ������������������ ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������#������A�����������������������

>�0������������������������������������ ������������������������������������D��������#� ��������������������� ������������������������������� ������� ��������������������.����������������2�2!02��/H������������� �������������������������������������0������������� �������������2�22/H�������� )69+�� "�� ��� ����������� ������������ ��������#�������������������������������#�������������������#������������������������������������������������� ������������)6*+��1�������������������� ���������������������������������������������������������������� ���������#�����#��2��������������������������2H������������������/�����������������������/2H����������

J�������������������������� ������������������������������������������������� ���#��������������������#����������������������������������������� �����������������������������������������������$�������������������������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������%���� �������)9!+�

�������������������������������������� ��

��������� ����

"������ �������� ������������������.����� �������������������������������� ������������� ������ ��� ���� ����� �� ������ �������� � � � � ��� �������#� ������ ������� ��������������� ���������������B�����������������������������������������������������������������#��������������������������������������������������������������������������� � �������� ��� ��� ������� ����������������������������� ������� ���������������������� ����������#������������������������������������������������������������������������ ���������������������������������������������������$��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������1�����������������0������������������������������������������������������������������������������������������������������1������������������� ������������ ������� ���������������� ��� �������������������� ������������ �������������������������������

�������������������������������������������������������������������������.����������������������������������������������������������������������������������������%���� ����������������������������@����������������������������������������������������������������������%��� ����������������� ������������������������ ������������������������������������� ����������� �����������������������)9/+�

�������!�"�����! ������� �##����$��!%�� �����������������

'������ �������� ��������� ���������0������� ��������������������� ���� �����%����������� "� ������ ������� ���('$ ���� ��� ������������ ���������>�4� ������(������#� ���������� ����� � ��� ������������ �� ��� ��� ������ >�4� ������ '������ ��� ����� � ����� ���������������� ����������� ������������������������������������������'������������� �������������������� ���������� ��������������������������������������� ��� ������������ ����� ������������� � �������������� � ��� �������������� ��� ��� � �����������&��������������������0�����������������������������������������������������������������������������������������������������"����������������������������������2H#���������������������������������������������������������������� �������������������������������������������

>���������������� ����������������������������������� ����������������������������� ���������� ������ A���� ��� ���������� ��� ��������� ������������� .��� C���� ��������������������������������������������������������������������������������������>���������������������������A��������������������������0�������������������A����������"������������������������������������������������������������������� ����������������������8������ �����������������������������A������������������������� ���������������������������&��������������A����������������� �������������������������������������������������������A�����������������#����������������������������������������������������� �����������������������A�������������������������������������������������������������������������������C�4'����� ������������������������������������������������������������������A����������������������������������������������������������������������������������������������� ���������'�������������������������� ��� ���������� ���������������������� ��� ��������������������� ������������ ����������������� ���� �� � ����� ��� ��� ����� ������� ������� ������ ��� �������������#������� ��� ��������� ������� ����������� ������ ���� ���������� ���������������#� ��

�� ������ ����� �����������������

��������� ����

���������������������������������������������������������������������������������C�4'�4K��K�3�>�#�>�#�@������ ����%����� ���� ����������������������������������������������������C�4'����� ������ ������������������������������

>�������� ��� ������� �� ���������� ���������#� ��� ��� �������� ���(>�� ��� ��� �������������� ���������� "�� ��������� ������������ ������������� ��� ������������������������������������ ��������������� ����� �������� ��������>�������� ������������ ��������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������� ������������������������������������������������������1���������������� ����������������������������������#��������������������������������������������������"�������������������������0��������������������������������������� ����������������������� ��E������������������������������ ������������������������������������������� ����(������#� �� ���������� ������������E������������������������� ���������������������������������������������������������������

>��������������� ������������������������������������������������������������� �B�������������#���������������������� �����������������������������$�������������#��������������������������������� ����������#����������������A������������������� ��� ���� ��������� ��� ���������� ������������ �����%���� ��������8���� ������������� �����������������������������������������������������8�������������������� �������������������������������������������������������������������������������� �����������������������#������������������������ ������������������������������#������������������������������������������ ��������������������������

�������������������������������� �������

>����������� �������������� �����>--������������������������������������ ������������������� ������� ��������������������������� ��������������������������������������������������������������"��������������%��#������������������������� ������������������������������������������� � ��� �������������������� � �������������� ����������������������,�����������%������������������������������������������������������������ �����������������������������������������������1������������� ������������������%��� ������������ �����"�������������������%��#���������� ���������������������������������������,����������������� ���������������������������� ������������ ����������� ��� ������������������� ������������������������������������������������������������������������������� ���-���� ��������� ���� ����� ���������� ��������� ��� �� ������������� ���������� ��� �������������������������� ��)660<2+�

�����������>--�C�0'����� ������������������������������������������������������������������� ���������������������0����������������� ����C�0'��>--������������������������ ����������������D����� �*��L��� ������)<�+��������A���4�������>--��������������������������������6����� ������������������������ �������A������������������A����������������������������������� ����,���������������������������������� ����������������� ��������#���������������������������������������������������������������C�0'��>--�����������������������C����������>��������)<�+��������������������� ���������� ��������� ���C�0'��>--�������� ������� �����A���� ������� ���������

�������������������������������������� ���

��������� ����

Figure 7 Cross-sectional morphology of Zn/Ni CMM coating with 12 individual layers (reprinted with permissionof Elsevier Science, Inc., New York)

���������������������������A���������������������������������������������������C������� ��� )< +#����� ������� ��� ������������������������C�0D��>--�������������L������������)<!+����L����������"�����)</+������������������������������������������������ ��� C�0>�� >--� �������� "����� �� ��� )66#� 6<+� ���� ������� ��� �����������������������A���4�������>--������������������������������������������������������#�>--�C�0'���������������������������������������������� ���������������������2�*����������������������������������������>--�C�0'����������������������������������� ������������������������ ����������������������������������>--�C�0'��������������������'���������� �������������� ���������� ��������� ���>--�C�0'�������������������C���������� ���

D������B������)<2+���������������������������������������>--�C�0'��������������������� ��������������������#��������������������������>--�C�0'��������������������� ��� ������ ������0� ���A��������������������#��������� ���>--�C�0'�������� ����#������������������������ ����?������������������������A������������ ����'�;C��>--�������� �����������������������������������������������A�������� ����?������������������������������ ����C�;'��>--�������� ������D�������� C�;'�� ��� '�;C�� >--� ������ � ���#� ��� A���4������� >--� ������� ���� ���������������� ���������������������������������������������������������������������D������B������)<2+����������������������������������������������������������������� ��� A���4������� >--� �������� D���� � �6� ��������� ��������� ��� ��� �������������������������������A���4�������>--���������������������������������

,�������� ��� .� ����� ��� ��������� ��� ���'�;C��>--� ����������� ������������������ � ��� ������������ "����� #� A���� ��� � ���� �������� �������� #� ���� ��� A������� ���������������������������������������������� �����,������>����,������������������������C�;'��>--�������#������������������������� �������������������A���

��� ������ ����� �����������������

��������� ����

���� ����������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������#������������������� ����A���4�������>--��������� ������������������������������������������������������ ����������������������������A�������� �����(����� �������� ������������������������� ���������� ���� ����� ��������� ����� ��� ��������� ��� ���������� ��������� ��� C�0'�� >--� �������� "������� ���������������������������� ������������������������� ������� ������������������������������� ���������� ������� ������� "� ���������������� �� ����������������������C�0'�>--������������������ ��� ��� � ���������� � ���� ���%�������������������������������������� ��� ������������ � �������� ��� � ������ ��� �>-�-�� ������� � ������������� ����� �����������������������������������������������������������������

Figure 8 Probable corrosion mechanism diagram for Ni/Zn and Zn/Ni CMM coatings (reprinted with permissionof Elsevier Science, Inc., New York)

�������������������������������������� ���

��������� ����

������������ ���� ���� ������������ �������

&������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������� ��������� ���������������������������������������������� ����������#����������������#��������#������#������#��������#������#��������#�������#��������#�����������#��������#������#�����#���������)<9#�<*+�:����� #�����������&E�'������������������������������������������������������������������������� �1��������8�����)<6+����������������������������� ���������������'�0@������������������������0������������������������������������������� ������������������������������� �<��&��������������������������������������������������������������� �����������������C�����>������������������������������������������������������������"���������������������������#��������������������� ��������������������������������������������>����%���� #������������������������������������������������ ������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������ ���������������� ������� ������ ����������� ��� ���������������������)!�+=

M 1����������������#�������������������������

M @�����������������������������������#���������������

M ���%���������������������������������� �������������������

M ���� ���������� ��� ��� ������� �����������#� ������ #� ������� ������ ����� �����������������(#���������������������������������������������������������

M @������������������������������������������������������

M �����������������������������������������������������

�������������������������������������'�0@������������������������������������������������=�������� ������������������������������������������0�����������������������������������������������������������������������������'�0�����@��������������������������������������������� ��������������������������������������������� ����������������������������������������%���������� �� ���������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������)<<+�

"��������#�������������������20�����H�@�������������'�0@������������������������������ ����������������������� ��� ���� A�� ����� � �� �����������E���������������0 ���H�@�������������������������������������������������������������������������������906���H�@����������������������������������������������)�220�2�+��"�������������������A��������������������� ����������������������������������������������������������� ��� ���������� "�� ������� ������������ ������ � ��� ��� ������ � � ������ ������������ �� ����� ����������� ����������� ������� ������� �� �� ������� �������������������������������������������������������������������������������������������� ����� ��� � ���� � ��� ������������ ��� ��� ������ ���� ���������� ������ F� �������������������� ��������������������� ��� ����� ����������� ����������� ������� ������� ���������� ��������������������������������� ����������

������������������������������������� ������������'�0�����@�������������������������������=�&����������'�0@�����������������������������������������������������������������������#������������������������������������������������� ����������������

��� ������ ����� �����������������

��������� ����

Tabl

e 9

The

corr

osio

n pr

otec

tive

abi

lity

of e

lect

role

ss N

i-P

coat

ings

to

impr

ove

the

life-

tim

e of

com

pone

nts

and

asse

mbl

ies

used

in a

var

iety

of

indu

strie

s [9

7]

Type

of

indu

stry

Com

pone

nt o

rTy

pe o

f en

viro

nmen

tM

ater

ials

use

d an

dRe

com

men

dati

ons

for

or a

pplic

atio

nas

sem

bly

and

its

or p

robl

em a

nd i

tsth

e no

rmal

ser

vice

impr

ovem

ent

in s

ervi

cepu

rpos

ese

veri

tylif

elif

e an

d th

e pe

rfor

man

ce o

fel

ectr

oles

s N

i coa

ting

s

Chlo

r-al

kali

indu

stry

Stee

l com

pres

sors

–Bu

ild-u

p of

sod

ium

sul

phat

eSt

eel –

Nee

ds re

pair in

less

Hig

h P

EL N

i dep

osit

s –

doub

ledi

aphr

agm

and

ferr

ic c

hlor

ide

resu

ltin

gth

an o

ne y

ear;

tot

al li

fe t

ime

com

pres

sor

life

– 15

yea

rs –

in c

orro

sion

and

ero

sion

.w

ith

repa

ir is

8 y

ears

the

sign

ific

ant

cost

red

ucti

on a

ndpr

oduc

tion

sav

ings

Cont

rol v

alve

use

d to

34%

NaO

H a

nd 7

% N

aCl i

n31

6 SS

– 2

wee

ksN0

8020

A 50

mic

ron

low

P E

L Ni

conc

entr

ate

NaOH

wat

er;

95°C

; 38

0 L/

min

at

allo

y 20

– 3

mon

ths

coat

ing

has

sign

ific

antl

y in

crea

sed

the

a ra

te o

f 1.

75 m

/sec

.lif

e ti

me

Com

pone

nts

orSa

tura

ted

brin

e; p

H :

5.6;

316

SS –

pit

ting

cor

rosi

on75

mic

rons

hig

h P

EL N

i. Th

eas

sem

blie

s us

ed in

tem

pera

ture

: 70

°CN0

2200

– n

ot s

uita

bleR

ubbe

rlif

e ti

me

is in

crea

sed

to 1

5tr

ansp

orti

ng b

rine

linin

g –

8 ye

ars

year

s.

Cool

ing

tow

ers

used

Cool

ing

tow

er w

ater

; 35

°C;

Stee

l pum

ps –

wit

hin

2 ye

ars

75 m

icro

ns h

igh

P EL

Ni -

No

to red

uce

the

tem

p.ai

r, Na

2CO 3

and

NaC

l; pH

:–

corr

osio

n er

osio

n an

dco

rros

ion

or s

ervi

ce p

robl

ems

of N

aOH

8.5;

Flo

w ra

te:1

.83

m/s

ec.

cavi

tati

onev

en a

fter

3 y

ears

Tran

spor

tati

on o

fNu

ts a

nd b

olts

–50

% N

aOH

6414

00 (

ASTM

193

-7)

allo

y25

mic

rons

Low

P E

L Ni

– n

och

emic

als

by r

ail

load

ing

valv

es o

n ta

nkst

eel –

cor

rode

d w

ithi

n a

failu

re a

fter

3 y

ears

; aft

er 5

cars

or

tank

car

sca

rs u

sed

for

ship

ping

shor

t ti

me;

ris

k of

failu

reye

ars

– 70

% o

f th

e bo

lts

are

inin

tra

nsit

sati

sfac

tory

con

diti

on

Safe

ty v

ents

;50

% N

aOH

or

high

Poor

cor

rosi

on re

sist

ance

50 m

icro

n lo

w P

EL

Ni –

unlo

adin

g co

nnec

tion

s/pu

rity

NaO

H–

disc

olou

rati

on d

ue t

o iron

Exce

llent

cor

rosi

on r

esis

tanc

eba

rges

;val

ve a

ssem

blie

sco

ntam

inat

ion

– pr

even

ted

disc

olou

rati

on d

ueto

iro

n co

ntam

inat

ion

Chem

ical

pla

nts

Seaw

ater

coo

ling

–Ch

loride

ions

- s

ever

eSt

eel

75 m

icro

ns h

igh

P EL

Ni –

Hot

tap

scr

evic

e co

rros

ion

–ex

celle

nt c

orro

sion

res

ista

nce

stag

nant

sea

wat

er–

no c

orro

sion

or

leak

age

for

over

3 y

ears

Tabl

e 9

Cont

d.

�������������������������������������� ���

��������� ����

Flow

met

ers

Aque

ous

solu

tion

s co

ntai

ning

316

SS –

str

ess

corr

osio

nLo

w P

EL

Ni -

muc

h lo

wer

31%

KOH

plu

s 19

% K

2CO 3

;cr

acki

ng (

SCC)

failu

reco

rros

ion

rate

com

pare

d to

105°

C31

6SS;

Com

bina

tion

of

low

P E

LNi

-316

SS -

very

suc

cess

ful

Dist

illat

ion

ofDi

still

atio

n co

lum

nM

onoc

hlor

otol

uene

; Se

vere

Mild

ste

el –

Fre

quen

t75

mic

rons

hig

h P

EL N

i – n

oor

gani

c co

mpo

unds

plug

ging

of

the

colu

mn

due

and

plan

t sh

utdo

wn

plug

ging

of

corr

osio

n pr

oduc

ts a

ndbu

ild-u

p of

cor

rosi

on p

rodu

cts

no p

lant

shu

tdow

n fo

r ov

er 4

yea

rs

Food

Pro

cess

ing

Pack

agin

g eq

uipm

ent

NaCl

, ni

trat

es,

citr

ic a

cid

and

Stre

ss c

orro

sion

cra

ckin

gH

igh

P EL

Ni –

Exc

elle

nt c

orro

sion

indu

stry

– be

arin

g, r

olle

rs,

acet

ic a

cid;

hum

id a

tmos

pher

e:an

d fa

tigu

e fa

ilure

of

resi

stan

ce -

rep

lace

men

t fo

r Cr

conv

eyer

sys

tem

s,up

to

200°

Cpr

oces

s eq

uipm

ent

plat

ing

in b

aker

y in

dust

ryhy

drau

lics

& g

ears

Oil a

nd g

asBa

ll va

lve

Crud

e oi

l pro

duct

ion

-m

ild s

teel

bal

l val

ves

75 m

icro

ns o

f EL

Ni e

xten

ded

the

indu

stry

- S

urfa

ce,

asso

ciat

ed g

as c

onta

ins

55%

–3 m

onth

s m

axim

um -

life

of t

he a

ssem

blie

s en

orm

ousl

ysu

bsur

face

and

H2S

; 80

°C; Pr

essu

re: 30

00 p

sifa

ilure

due

to

corr

osio

n,-

No s

urfa

ce d

eter

iora

tion

was

offs

hore

ope

rati

ons

surf

ace

crac

king

and

afte

r tw

o ye

ars

of c

onti

nuou

ser

osio

nse

rvic

e.

Ball

valv

e us

ed fo

rPu

mpi

ng s

eaw

ater

und

er h

igh

Mild

ste

elA

75 m

icro

n EL

Ni c

oati

ng o

n th

ese

awat

er inj

ecti

onpr

essu

reva

lves

– N

o de

grad

atio

n fo

r m

ore

syst

emth

an 4

yea

rs o

f op

erat

ion.

Valv

es,

chok

esKh

uff

gas

– 6

mol

e %

CO 2

and

Carb

on s

teel

– s

ever

e25

mic

ron

EL N

i for

cho

kes7

50.

1 m

ole

% H

2S;

Cond

ensa

te –

pitt

ing

corro

sion

and

mic

ron

valv

e –

No c

orro

sion

for

at

Hex

ane

28 L

/Mm

3 & 7

L/M

m3

corr

osio

n ra

te: 3-

5le

ast

6 ye

ars

wat

er; Pr

essu

re: 50

00 p

si;

mm

/yea

r er

osio

n;90

°C;

gas

velo

city

: 6

m/s

ec.

Tubu

lar

com

pone

ntH 2

S, C

O 2, Cl

– ; 26

0°C

Mild

ste

el –

cor

rosi

on a

nd50

-100

mic

ron

high

P E

L Ni

–er

osio

n; S

tain

less

ste

elsi

gnif

ican

tly

impr

oves

the

life

-–

pitt

ing

and

galli

ngti

me

Pum

ping

sys

tem

s –

Mix

ture

of

clay

and

wat

er –

AISI

863

0 st

eel –

cor

rosi

on25

-75

mic

ron

high

P E

L Ni

–ho

usin

g, im

pelle

rsco

rrosi

ve a

nd a

bras

ive

– a

fati

gue

or s

tres

s co

rros

ion

incr

ease

the

ser

vice

life

of

mud

and

disc

harg

e ba

rrel

sco

mbi

nati

on o

f O 2

and

H2S

;in

sea

l are

as –

aft

er 3

pum

ps for

mor

e th

an 1

8 m

onth

shi

gh p

ress

ure

mon

ths

of o

pera

tion

Tabl

e 9

Cont

d.

Tabl

e 9

Cont

d.

��� ������ ����� �����������������

��������� ����

Auto

mot

ive

indu

stry

Pist

ons,

car

bure

tor

Corr

osio

n of

car

bure

tor

due

Zinc

die

cast

5-9

mic

ron

high

P E

L Ni

– im

prov

epa

rts,

fue

l inj

ecto

rs,

to a

lcoh

ol f

uel;

corr

osio

n th

epe

rfor

man

ce o

f th

e ca

rbur

etor

engi

ne b

eari

ngs,

prod

ucts

plu

g th

e na

rrow

gear

ass

embl

ies

chan

nels

and

orifice

s

Aero

spac

e in

dust

ryCo

mpr

esso

r co

mpo

nent

sCo

rros

ive

atm

osph

ere

and

410

SS –

Ni/

Cd a

lloy

Hig

h P

EL N

i – e

xcel

lent

cor

rosi

oner

osiv

e pa

rtic

les;

425

°C;

coat

ing

by d

iffu

sion

of

resi

stan

ceno

n-un

iform

thi

ckne

ss;

CdAl

umin

idec

oast

ing

embr

ittl

emen

t

high

-pre

ssur

eRe

furb

ishi

ng41

0 SS

8-16

mic

rons

Hig

h P

EL N

i (9-

11%

)co

mpr

esso

r st

ator

com

pres

sive

ly s

tres

sed

depo

sit

asse

mbl

ies

prov

ides

exc

elle

nt g

as f

low

pat

h;gr

eatl

y en

hanc

e th

e co

rros

ion

and

eros

ion

resi

stan

ce f

or 5

800

take

-of

fs a

nd la

ndin

gs

Hig

h-pr

essu

reOv

erha

ulin

g/re

pair

AMS

6304

allo

yH

igh

P EL

Ni –

uni

form

cov

erag

eco

mpr

esso

r sp

acer

and

prot

ecti

on t

hat

was

not

poss

ible

wit

h ot

her

coat

ing

syst

ems

Com

mer

cial

and

Com

pres

sor

case

com

pone

nts

Mar

tens

itic

and

fer

riti

c ir

on8-

25 m

icro

ns h

igh

P EL

Ni –

mili

tary

airc

raft

eng

ine

Corr

osio

n an

d er

osio

n at

425

°Cba

se a

lloys

and

wro

ught

impr

ove

the

perf

orm

ance

allo

y st

eel

Land

ing

gear

of

Boei

ngCo

rros

ion

and

eros

ion

Hig

h st

reng

th s

teel

– E

D Cd

8-16

mic

ron

high

P E

L Ni

– im

prov

e72

7th

e pe

rfor

man

ce

Supp

ort

equi

pmen

t –

Salt

wat

erSt

eam

at

230°

C;Ga

lvan

ic c

orro

sion

bet

wee

n10

0 m

icro

n EL

Ni 1

2 m

icro

n Cd

and

cata

pult

cov

ers

and

forc

e: 4

.45

MN

Wea

r an

dth

e tr

ack

and

cove

rs F

ailu

rech

rom

ated

– 1

4 to

18

year

str

acks

use

d fo

rco

rros

ion;

- W

ithi

n 6-

12 m

onth

sla

unch

ing

of p

lane

sfr

om a

ircra

ft c

arri

ers

Text

ile in

dust

ryDr

op w

ires

and

need

les

Wea

ving

pro

cess

– v

ario

usSt

eel –

rus

ting

cou

ld c

ause

Hig

h P

EL N

ich

emic

als

appl

ied

to t

hest

ain

in t

he f

abric

fabr

ic; c

orro

sive

Tabl

e 9

Cont

d.

�������������������������������������� ���

��������� ����

����������� ������� ������������� �� ������ � ������ ��������� ����������� ������(�@$�

4��� ����� � ��� ��� ���� ������ ��� ����� � ������� �� ��� ��������� ������#� ����� �������������� ����������������)�2 #��2!+#����������������������������������������������������������'��7���������������������������������1������������������������������������������������������������� ���� ��������������������������� ���� ��������������

&����������'�0.����������������������������������������������������������������������������'�0@����������������������������������������������������������������'�4@���'�4.������������������������������������������������1�������������������'�0.��������������� ���������#��������������������������������������������������� �������������� ����� �� ����� ��� ����������� ����0������������ ������� )�2/#� �29#� /6+�� ���� ����������������������������������������������������������������������������#������������������������������������������������������#���������������������������������������� ������� ����� ���� ��� ��������� ���������� ������� ��� ��� ������#� ������� �� �����������������������;���������������������������������������������������

@����� �������������������������������������������������������������������������������� )�2*+�� "�� ������#� ������� ������� ���� ������ ������ ��� ������ �������� � �������������� ��������� )!�#� �26#� �2<+�� ��� ������� ����� ���������� ��������� ��� ��������������������������������� ����� �!2���������������������������������F������������������������������������������������*/������������������.������������� �����������������#�������������������������������������������������������������������������������������8������ #� �������� ������� ��������������������%��� ����������-�������������������������������������������#�������#�����������#������#��������#�������#�������#�������#�������#���������#����#����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������D��������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����� ��� �������� ��� ������������������������������ ������)�26+����������������������0������������������������������������������������������������������ ��� ��� ������� �������� -��� ��� ����� ���� ��������� �������� ����� �������A��������� ��� �������������'��0������� ����������� ��� ��� ���������� ��� ������������������#��������#��������������#���������������� �������������������������������������������������������������#���������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������� ��� ���������������������������������������)��2+�

D�������������������������������������������������#��������������������������������� ���0�����������!22N>� ������������,��������� ������ ��������������������������� �������� ��������� ��� ������� ������ � � ����� ������ ������� ��� �����#�������� ������ ���������������� �������� <22�(5�22� )<9+�� ����� ������� ��� ���������������������������������������������'�0@���������)!�0!!+��E���������������0�������������������� �����������������������������22N>�������������������������������������������������������������������B����������������������������������������������������%�����#�������������������������������� � 22N>�����������������������������0������������������������ ������� ��������������������������������������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������'�0@���������������������������������������������������9/2N>����'�0D��������������������������������������������������������������

��� ������ ����� �����������������

��������� ����

��� ��� � ����� ���������� ��������� )�2�+�� @������ ��� ������� ���� ���� ������� ���������� � ������� ��� ���������� ��������� ��� ����������� '�0@� �������� �� �/� �������������������������������H�>�$ ������������������������������������ �����������������������'�0@����������������������

&����������'�0@����'�0.���������� ;%����� ���� �������#��������������������������#��������������#���������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���� ��������������������� ��������������;��������������������������� �������������������������������������������������������� ������������������������������ ����������������������� ��������������� ���� ��� ��������)���+�

��������������������������������������������'�0>�0@��������������������������������'�0@������������>��6'�<���������������� ���/2���H�'$(�)/�+��E������C���)���+������������ �� ��� ��0���������� ����������� ���'�4>�4@� ����������� �*�����H�>�� ����������������'�4@�����������������������'�(>������2H�'>������ ��������������������� �������>�� ���'�0@����'�0@0@�D&���������� �������������� ������������������������������(>�����'>��)�� #���!+�

E������E���� )/�+����� ������� ��� ���������� ������������ �����������'�0-�0@���� �������� ��� ������ �� ����� �������� ��� ����� ������� �� ���������� ��� ��� �������������'�0@����������E�����C�����)/ +�������������������������-����'�0@���� ������������������������������������������������������

�������������)��/+����.�����������)��9+�������������������������������������������������������������������������������������#��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������'�0B0@������������������ �-���� ����(?��� )!�+����������� #� �������� ��������� ���� �2� ��H� ������� ����� ������� �� ��� � ����������('$ ����*'�(>����������������������������������������<�����H����������6�����H������������������������� ���������������������������������������'�0@����������������������� ��������� ��� ���������� ������������ �����������'�0@����'�0.�������)��*+�

�������������� ���������������������������������������������������#������������������������������������'��������0�����A�����������������)/9+��(������#��� ���������� �������������������������������������������������A����������� ����(�����������&E'�0B0@����'�0-�0@����������������������������������������������

&����������'�0C�0@�������������������������������������������������������������������� ���������� )/!#� //+�� ����� ������� ��� ��� ����� �� � ������� �������� ���������� ������ ���� �������� � ������ �������� ������ ��� ������� ���� )!�+�5��������������)��6+����������������&E�'�0C�0@�������������9�����H�C����������������������������������������������������������������������������������*!���H�����������������������������������������������������A����������������

��������������������������������������������������������������'�0@���������������������������������������������'�4@������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������(����

�������������������������������������� ��

��������� ����

����������������%������������������������������#��������������#��������������������������������'�4@����������������� ��������������'�4@���������������#�������������������������������������'�0@�����������������)��<#���2+��(������#��������������������������������������'�0@�������������������������������������� �� �(�������)���+#�(��������1����)���+����1�����������)�� +��1���������������������������������������������'�0@01� '!

��������� ������� ��� �/H����������������� ������������ ���������������� �������� ������������ ��������� �������� ������������������'�0@����������� ������� ��������� )��!+�&���������� ��� ���������� ������������ �����������'�0@01� '!#�'�0@0>�$�����'�0@0��$�

����������������� ���������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������'�0@��������)��/+�

1����'� ��������)/6+������������������������������������������������'�0@;'�0.��������������������������������'�0@����'�0.���������������������������������� ��2�����������������������������������#������������������������������������� ����������������������'�0@������������������ ����������������������2�������������������������������������'�0.��� �������� � ������������������� ���������� ��������� ���&E�'�0.������������������0������ �!22N>� ������������ ����� �� ������� ����������������������������#��������������������������������������������� ����������(����#��������������'�0.;'�0@��������������������������������������������'�0.����'�0@�������

Table 10 Corrosion resistance of electroless Ni-P, Ni-B, Ni-P/Ni-B and Ni-B/Ni-P duplex coatings inas-plated and heat-treated conditions in 3.5% NaCl

System studied Thickness (�m) Ecorr(mV vs.SCE) icorr(�A/cm2) Rct(Ohms.cm2) Cdl(F)x 10–4

Ni-P as-plated 20 –354 3.62 7960 1.85Ni-P heat-treated 20 –492 6.89 6498 2.36Ni-B as-plated 20 –508 9.15 3844 3.53Ni-B heat-treated 20 –519 14.60 1232 4.22Ni-P/Ni-B as-plated 10 + 10 –386 3.86 7638 1.89Ni-P/Ni-B heat-treated 10 + 10 –432 4.93 5339 2.44Ni-B/Ni-P as-plated 10 + 10 –311 2.46 10130 1.61Ni-B/Ni-P heat-treated 10 + 10 –356 3.24 7024 1.96

Table 11 Corrosion resistance of non-graded and graded electroless Ni-P coatings in 3.5% sodium chloridesolution

System studied Ecorr(mV vs. SCE) icorr(�A/cm2) Rct(K�.cm2) Cdl(�F)

EL Ni-Low P coating (L) –536 4.22 6.90 289EL Ni-Medium P coating (M) –434 1.17 24.86 55.60EL Ni-High P coating (H) –411 0.60 37.45 49.10EL Ni-P graded coating (LMH)* –403 0.41 38.22 36.70EL Ni-P graded coating (HML)* –481 1.70 14.77 103

* LMH - Low-Medium-High P; HML – High-Medium-Low P.

�� ������ ����� �����������������

��������� ����

1����'� �������� )/<+�������������������������������������&E�'�0@������������������������������&E�'�0@���������������������@��������������� ����������&E'�0@�������������������������� ���������� ��������� �������� ��&E�'�0@����0������������������������� �������&E�'�0@�������������#����������� ��������&E�'�0����@������������������ ��������������������������������������������������(������#�������������������������&E�'�0@�����������������&E�'�0����@������������ �����������������������������'�0����@������#��������������������������������������� ����'�0�������@����'�0�����@�� �����.���������������� ����������������������������������������������������������������������=

������������ ��������������������������������������������� ����������������

(�0��������������������'�0@���������������������� �������� ����������� ��������������������������(�����������������������������������'�0@������������������� ����0����� ���������� .������#� ��0������ �!22N>� ���� �� ������ ������� � �������� ������������������������������������

>������ ��� )92+����� ��������� ������������ ��������������0� ����������������'�4@������������������������������������������������0��������'�4D�4.��������������1�����'�4D�4.������%����� �����>�4����1$!

������������������������#����'�0D�0.�����������������������������������������������������������������������0@������������������ � ����1����%���� #� �����0@������������������� � ��������������������������������������������������������8������������������������������������ ����������������0@������������'������������������������'�0@������ ������������������������������������������� ��'�0D�0.������� ������� ����� ��� � ����� ���������� ���������� ���� �� ������� ��������#������������������������������ ����������������������������

8�������)9�+���������������������������� ��������������������������������� ������'�4@����'���������� �������0������������������������������������������������������������������ ��� ������ ���� ����������� ��� ��� ���������� ������� ����� � ���� �� �� � ��� ������������������������������������������������������������0� ������������������������������'�4����@;���������������'�;�����������'�4�����@� � ���#� ����� ���������� �������#����������� #������������������������������������������������������ "���������� ���#������������������������������������������������������������ ���������������< 9������#���������� �/��������������'�4�����@�������

���������������� ���������� ������������ ��������� ��� ������ �����������������������=������ ���������� ������� ��� ��� ������ �����������'�4����@� � ��#� ����� ����������������������������������A�������������������������������������� ���������������������� ����B����������������������������������������'��� ��#������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������'��� ��������������������� ����������������������������������&���������������������������������������������������D����� �<#����������������������������������������������������������������������0������������������������������ ����)��9+���������������������������������������������'��� ����������������� ����������������������������������������������������������������������������'�0����@�� �������������#���������������������������������������������������B������������������'��� ������������������ �������������������������������#���������������������'�0����@�� �������������������������������������������� ����������������������������D����� �<�������#������������

�������������������������������������� ���

��������� ����

����������� ������������������ ���������������������������� �����������������������������.������#� ��� ������������������ �������������� ��� ������������������ ����������������������������������� ������������������������������)��*+�

8�������)9�+������������������������������������������� �����!/�������������� ������������C<�,�-����� ���������� ��������������������������������������������������������� �������������������������������������������� ������&E�'�0@�������#��'�0@� � ������� <�����H�@� ��� ������'�0@� � ������� /�!���H�@#� ���������� �� 1����� ��������������������������������� ����&E�'�0/�!���H�@����������������������������� ����&E�'�0<�����H�@�#������������������������������������������������� �������������0� ��#������������ ���������������������������� �����������#�������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������C<�,�-����� �

�� �����������&�

����� �������������� �������������� ��� ��������� ��������� ������0� ������������������������������#�������������������������#���� ����������#��������������� ��������������� ���� �������������������� .��� ������0� ��� ����������� ���������� �����%���� ��������#� ���0��������� ��� ������ ���%��� ������� ���� �����������������������������%�������� "�� ���������������#� ��� ������ ��#� ����� � ��� ��� ��� ��� ��� ������� ����������������� �������������������������������������� ������������������������������������� ����������0�����������������������������������������������

"����������������������#������������#��������� ����������������������������������� �����������������������������������������������������%��������0����������������&����������������������� ������������������� �� ��������������� ��� �������������� �=��������������������F�����������������F��������������������������������

Figure 9 Schematic of the corrosion mechanism of EL Ni–low P/ED Ni/EL Ni–high P coating; Step 1: ED Ni-layeremerged through the pinhole corrosion and corrosion of ED Ni-layer occurs; Step 2: When corrosion reaches thethird layer of EL Ni-high P layer, both upper EL Ni-low P and intermediate ED-Ni layers corrode alternately

Source: [61] (reprinted with permission of Elsevier Science, Inc., New York)

��� ������ ����� �����������������

��������� ����

������������������������������������������������������������������������ ������ ��������#����������������������#��� ����������������#��������A�#������� #�������������������?�������#����������������������������������������������������������������������������������������&�������������������������������������������������������������� ������������������C�����>������������������������������������������������������������"���������������������������#��������������������� ��������������������������������������������>����%���� #������������������������������������������������ ���������� �������������������������������� ��������������������� ���������� ���������������� �������������������� ���������������� ������� ������ ����������� ������������ �������������������������������������=� ������� ����������#� ����������������� ������F������������� ��� ������� ���������� ����#���������������F� ��%��������������������������������� ���������������������������������������������F���������������� ���������� �����������#������� #� ������������������������������������(#��������������������������������������������������������F����������������������� ������ ����� �� ��������� ��� �������F� ��� ��� �������������� ��� ��� ������������������������������&�����0���������������������������� ;%����� ���� �������#���������������#��������������#���������������������� ����������������������������������������������������������������������������������

����������

�� D����E��������#����������������-�8��0(���#�'���I���#��<*6�

�� E�O��,���� ��&���#�����������������������������������D�����&�����#�5��'�����#�:�������#�<6!�

� O�B��,���#������������������ ������������!�������"�#���������������������#�'� ���@���������#'���O���� #��<< �

!� �1-�(������#�!��"�������������#�5����/#��1-�"��������#�-������@��#�$���#��<<!�

/� -��1��������������-��@������� �&����#���������������������#� D�����&�����#� O����B��� �P1���#�"���#�'���I���#��222�

9� &��.�������#�8�� 1��������B�O��E����A#���������������������� $�������� ����%�����#�5>(@���������#�'���I���#��<<9�

*� J�� E���#� Q@����0'��� @�������� ���� �� $��� ��R� ��=� ��������������&� �� '������&(� ��)�������#�J��E���#�&��I��������,��L���#��&����#�@������@����#�'���I���#��<6��

6� ,��-��(������#�O��#�@���1�����D�������* �������<69��/!�

<� ��>��D������#�1�����>������������ 2���<6*��!�/�

�2� E��$���������E��-�����#�O��������&����������������<<���/9/�

��� B�(�� 1�����#� ���������� �"� ���������������� ������� ���� *���&�#� 1������ &�����#� �������&��������������1������D���������1���� #�$�����#�DE#��<69�

��� 5����E��#� Q@��������>�����-�����=�&����������#�&������������#� ���&���������,��������R#���=� ����+�����"��������������������������������#�@�� # :�D�� .������ �&���#>����� �#�"�����������@���������#��<96�

� � B�(��1�����#�@���1�����D�������*/�9����<66���2�

�!� O�B��,���#�@���1�����D�������*/��2����<66�����

�/� O�@��>����#�O�:��:�������>��.������#�Q����������-�����#�>���������>��������>�����R���=)��������� ���������� �"� ���������� (�O�� .����� �&���#� ,8-� "�������������������� ��(#$��������#�8���� #��<66#�����6<�

�������������������������������������� ���

��������� ����

�9� 1�O��1�����#�O�B��-�����#�O��#����(�0:��B���#�Q�������>������A����������������������C����&����������A���1����R���=�,���-�����!�����#������!&�����(����������&��������"���������8�L��������,��L��-������&����#�����-������#�-����P�-������1���� #��<<2#������<�

�*� O��������#�"��&�������#�-��D���������8��-����#�O��������&�����������<���<*<��� �

�6� ���L�A������#�@�����!6���<9��� 6��

�<� -��>����#�Q@����� ����@����� �����R���=������������"���������������(� �������������������!��"�������:��1���#�(��E���������#�O��#����D��$�������&����#�����&�������������1���� #��<*/#�������

�2� :�O�� -������� #� Q@����� � ��� 8������ >��������� ��� @�������� -��� &������������R� ��=��������������� ����+���� "���#�������������������:��.����� �&���#�'�����������������>���������&��������#�(�����#��<6/�

��� ,�:��8��#�Q-������>����������@�������R#���=�#�����������!��"���� ���������"���#�����������.����/����������L�'��1������#�@�L��,����>�8��8������&����#�>�����!#�&�����(������E�����#��<6!�

��� O�.��L������#�-���@�����6�������<9���66�

� � ���.������#������������������"�*���&�(������������������������������@����#��<9 �

�!� O�0>���@�����#�D��E�����&����#� ����&��������������"�������������#��&1D#�$�����#�DE#��<69�

�/� >��5�(���#�Q@�����0>������@����R���=�!��"�������������#��1-�-����(������#�5����/#�1-�"��������#�$���#��<<!#������6�0�6!�

�9� ,��E�����������-���#�1�����>�������������9<0�*2���22 ��6�

�*� (�I��>���#�O��&�����������1������6���<*���//��

�6� :�O����������#�-���D�������9<�������<*���!<�

�<� -��,#�,��E����#�1���������������/���<6/��<*�

2� :�,��8����#�,��E����#�1�����>������������ ����<6*���/��

�� 8��S��#����O���#�'��B��#�I��8�#�K��C��#�O��C���#����B��B��#�O��&�����������1�����/ �/���229��> 2/0> 26�

�� >��L��������,�����>���#�O��&�����������1���#��!�#� ���<<!��

� 8���A��������J��>����#�J�1��@���/#!��#<6*���<</��

!� J��>��������8���A����#�1�����1������������22�#�!!�

/� J��>��������8���A����#�1�����1������������22�#�9��

9� -������5�������#�5��1�����#�(��1������������J��-��-��������#�&�������������#�!*��22����2<�

*� (���������#�I�������������-��$���� #�-����������O"-#� 6������<<*��! �

6� 1��C����&������������D��&�����#�>�����@� ���>�����*���229��/6�

<� I��L �#�Q&����������������������� ��� ������ ��%����R� ��=����������������*������� �"� '����+���#�(���� ����$���� �&���#�>����� <#�B��� 0"����������� 4��� O����B��� �P�1���#� "���@��������#��22/#��������0� ��

!2� 1��C����&��������#�J��B��A0.����������D��&�����#�&�����������>�������*���22/��<!��

!�� 8�8��8������#�#������� ������������������������#�@���������@�����E��#�1���� #��<*<�

!�� 8�$��-���� ���� O�.��(?��� �&����#�������������������(� $������������ ����*������������&1D#$�����#��<<��

! � B��:�������������������������#��1-�"��������#�$���#��<<��

!!� I��$����#����$��#�8������������>�B���������&����#�*�0�����������������������!��������������������>����� #�5>(�@���������#�B�������#��<<!#����//�

!/� D�.��-���������-�-�����?�#�'���*�0������ ��������&�!����#�������<<!��9 09*�

��� ������ ����� �����������������

��������� ����

!9� -��@������#�@����#�//�������<96����9��

!*� ���(���#�"��L����#��������#�(��'���������$��#�&��������������#�!*���22���!*�

!6� -�L��8�������#�-�5��"����#�5�@�-������#�O��&�����������1������2�/����<* ��9� �

!<� :�>�����������5�������#�1���#��6� 0!����22 ��!*/�

/2� 1�(��@������,�'��E��#�O��-����1����� ���<66���9! �

/�� I�B��B��#�>�8��K������C�8��,���#�@���1�����D�������*<� ����<<���/*�

/�� 1�E��E������(�(��E���#�@���1�����D�������*6�<����<<���6��

/ � 8��E�����8��C����#�&��������������!*���22����<9<�

/!� -��1����������#�K��-�������,�,��1� ���#�O��&�����������1����� *�9����<<2���6/6�

//� -��1����������#�K��-�������,�,��1� ���#�O��&�����������1����� 6������<<���!29�

/9� -��$��������O��1�������#����,�����#�:��1�����������O��1���#�O��1������>�����1����99���0�����22���6<<�

/*� O�'��.��?�#���1�'��1����'� ������1�L��1������#�O��������&����������� ���22 ��62*�

/6� ��1�'��1����'� ��#�L��L�������������1�L��1������#�-����>�����@� ���6����22 ��**��

/<� ��1�'��1����'� ��#�"��.����#�L��L�������������1��@�����#�1�����>������������22���229�� ! 6�

92� C��>���#����'�#�O��I�����K��>���#�O��-����-����-���� 2����229����9�

9�� >��8�#�O�1��E��#�8��E�#�E��'������C��O���#�1�����>�������������<*���22/��9��

9�� >��8�#�O�1��E������C��O���#���������&�����������-����*�������22/���2 ��

9 � ���-���� #�Q&����������>�����R� ��=�#�������(� $������������� ������� �������������#�5���� ���*!����������#��1-�"��������#��22 #�����**�4*6/�

9!� :�@��D�������#�Q>������������&�������������������R#� ��=������������"����������������� �������������������!��"�����#�:��1��#�(��E���������#�O��#����D��$�������&����#�>�����<#����&�������������1���� #��<*/�

9/� &�>��D�����#�1��'�������:��B���#������1�����D����#�6!���<6����<*�

99� O�E��B������������-��B��.����#�O��&�����������1������2���<9 ��!6!�

9*� :��D�����������-�����(������#�>��������!���<96��/2�

96� L��:�����#�-����8���A�#����1�������O����1A����#�������"-D#�6 ������22/��<<�

9<� :��B�������(��L��������#�@�����!<���<9���9�!�

*2� :��B�������B��'��O�����#�O��#�@�����/ ���<99���2��

*�� ���.������#�8��D���#�@��-�AA�#�:��:�����������8��>������#�>�������1����!����<<<��!9 �

*�� :��:����#�:��E����#���-��&�01�����#�J��&��#�8��@�����#�L�������#�1�����-������-����/���<<����69*�

* � ��-��&�01�����#�J��&��#�@���1�����D�������6����<</��6/�

*!� $��&�����#�(��1��>�����,��8� #�O��-����@�����������������������22��� 6 �

*/� K�I��B��#�,�I��E�#�&�������������#�!*���22��� < <�

*9� B��C�����#�-��1��������#�,��1��������#�(��B����#�'��������-����9���<</���2� �

**� ���.������#�8��D���#�@��-�AA�#�:��:�����������8��>�������#�>�������1����!����<<<��!9 �

*6� L��-�1��I�����#�>�>��L���#�@�1��D�����#�>�������1����!9���22!��/��

*<� :��:����#�1�O��1������#�J��&��#�'��������-����!���<<!��9<�

62� E��B��#�O��C���#�I��8�#�S��K��#�E��(��������K�#�1�����-������//�*����229��9/*�

6�� :��-����#�:��.���������#�>�������1����!9���22!�� 2�<�

6�� ���5��������#����-����#�1��(������#�1������-����!����<<<�� �<�

6 � O�L��I�#�&�(��(�#�E��E�#�K�O��B��#�-��E����#�O��-����1����!2���22/���2�<�

�������������������������������������� ���

��������� ����

6!� ���.� ���#�O��L�� ���#�'�������������#�1������-����/����22!����/�

6/� �����������������������A�#�O��-����1���� <���22!���/� �

69� "'>$�8�������'������@����#�"���������'������>��#�1�����.����#�'O���<6<��

6*� O��(��E���� ����,��,��1� ���#�Q&������������������������ ����������������"����� R���=���������������� ��������&�� ����&������������#�E�����:������#����,��:����������&����#����&�������������1�����<6*�

66� "��"����#����5���������"��L������#�O��������&����������� ����22���6/�

6<� "��"��������"��L������#�O��������&����������� ���22 ��� <�

<2� O��D������8�,��B�����#�1�����>�������������22���229�� / �

<�� -�:��L��� #�8�,��B���������,�:��8��#�.���>�������O�� ���<<6���<*�

<�� 8��>��#�8�,��B���������,�:��8��#�������"-D�*9���<<6����*�

< � E��I���A����#�O��O�����#�8��B���������,��8��#�������������"�����*������ ��������#��"������!1/2$'345#�1�������D0&����������@��������#��&1D#��<<6#�����6�<46!2�

<!� "��L������#�"��"��������1��:�����#�O��������&������������6���<<6��9 *�

</� "��L����������"��"����#�O��������&������������<���<<<���� �

<9� L��@����#�������������"�����5���'������������#��"��������D�����05����#�C�����#�1��A�����#��<*�#�����2�0�2*�

<*� :��@�������#�@��������������������������&����������'�����#�'�,"���������������'�����0�226�#�'������,����������"�����#��<<*������������������������

<6� ,�,�'�����������:��8����#�1�����>�������������2���0�����229��<2�

<<� :�'��,����#�@���1�����D�������* �*����<69��/��

�22� :�@����� #�O��>��������#����-�������#�.�:��>���#�-����@���������/�6����<69�����

�2�� 8��1��������8��D������#�-���D�������6/� ����<6*�� ��

�2�� -�L�������#�������-���D��������������"���#��� ����<<����<�

�2 � :�.��,�����#�'�:��1�������#�>�:��>� ��#�-����(���������I�>��I�#�O��&�����������1����� /�/���<66���26/�

�2!� O�:�� 5������ ��� ��O�� ����#�����0�&� �"� ������#� :�@�� D�������� ��� O�� L������ �&����#� ���&�������������1���� #�@�������#�'���O���� #��<*6#����69��

�2/� :�'��,����������E������ #�@���1�����D�������*����<6!��!<�

�29� ��1�'��1����'� ������1�L��1������#�O������ ��>��������#� 9/���22!���<*�

�2*� >��L���#�,�.��������D�>��B���#�������"-D�*!�9����<<9����!�

�26� B�O���������������-�B��>�����#�O��-����1�����/���<<2��!<*��

�2<� E��,�#�,�4���>���#�:�E��C���������8�E��&���#�@���1�����D�������6���2����<</��/9�

��2� :�'��,����#�@���1�����D�������6 ��2����<<9��9!�

���� &��I��#�1�L��,�������@��@������#�@���1�����D�������*/�������<66��92�

���� I��E������S�C��#�������1�����1������6���22!��/*�

�� � S��C��#�I��E������&�B������#�-����>�����@� ���6*���22!�� ��

��!� S��C������I��E��#�>�������1����!*���22/���62*�

��/� L������#�$������#�O��-���D�������1����O���� <������<66��6��

��9� C��.�����#�B�I��(�#�K�I��S�#�S�E��C���#�(��C�������C�1����#�������"-D�<!������<<9��9<�

��*� -��@�����#�@��,��������#�"�����"������������������ �-���#�>�����#��22/�

��6� .��5��������#�.��(��#�1�@��L�����������.��@����#�O��&�����������1�����/2�!����22 �.� �0.� <�

��<� @�:��&����#�@���1�����D�������*/�<����<66��9/�

��� ������ ����� �����������������

��������� ����

��2� O��(��� #�-���D�������66��2����<<2���/�

���� D�'��(������#�������"-D�/9���<*6��9/�

���� -�1��(�����������&��1���#�1��������������� ���<6/����<�

�� � -����1�����#�1�-��-��������-��������&�08����#�-���D�������<9�������<<6��/6�

��!� O�'��.��?�����1�L��1������#�O��-����1����E����*���<<6����<*�

��/� O�'��.��?�#���1�'��1����'� ������1�L��1������#�O��1�����1��&�����������/���22�� !�

��9� &�B��.�����#�-���D�������<<���22����22�

��*� O�>����.��#����-��������>��8��� #�1�����>�������������!�4�!!���22����� *�