Electrochemical behavior of cobalt silicides in H2SO4 + HF solutions at high anodic potentials
DOI:
https://doi.org/10.17072/2223-1838-2020-2-200-211Keywords:
cobalt silicide, anodic behavior, acid solution, fluorideAbstract
The voltammetric and impedance characteristics of CoSi2 and Co2Si electrodes were obtained in 0,5 M H2SO4 + x M HF (x = 0,01–0,05) and 0,05 M H2SO4 + 0,01 M HF solutions at the electrode potentials of 1.8 to 3.0 V (nhe). It was shown that the anodic processes on cobalt silicides in H2SO4 + HF solutions involve multiple steps. It is assumed that there are chemical steps in the overall process on Co2Si.References
Шеин А.Б. Электрохимия силицидов и германидов переходных металлов. Пермь, 2009.
Шеин А.Б., Аитов Р.Г. Растворение силицидов 3d-металлов во фторидсодержащих электролитах // Защита металлов. 1995. Т. 31. № 6. С. 648–650
Шеин А.Б. Электрохимическое поведение моносилицида никеля в сернокислом электролите, содержащем фторид-ионы // Электрохимия. 1998. Т. 34. № 8. С. 900–903.
Пантелеева В.В., Шеин А.Б., Каменщиков О.Ю. Активное анодное растворение моносилицида никеля в сернокислом электролите, содержащем фторид натрия // Конденсированные среды и межфазные границы. 2014. Т. 16. № 2. С. 189–195.
Пантелеева В.В., Шеин А.Б. Анодное окисление моносилицида железа в сернокислом фторидсодержащем электролите // Конденсированные среды и межфазные границы. 2015. Т. 17. № 1. С. 95–105.
Пантелеева В.В., Шеин А.Б. Импеданс NiSi-электрода в сернокислом электролите. Уточненная модель активного анодного растворения // Конденсированные среды и межфазные границы. 2015. Т. 17. № 2. С. 201–207.
Пантелеева В.В., Шеин А.Б. Нарушение пассивности моносилицидов металлов триады железа фторид-ионами в сернокислой среде // Башкирский химический журнал. 2015. Т. 22. № 2. С. 3–11.
Пантелеева В.В., Шеин А.Б., Кичигин В.И. Импеданс анодных процессов на силицидах металлов триады железа в кислых и щелочных средах // Коррозия: материалы, защита. 2017. № 6. С.1–10.
Пантелеева В.В., Шеин А.Б. Анодные процессы на пассивных NiSi-, FeSi- и CoSi-электродах в сернокислом фторидсодержащем электролите // Коррозия: материалы, защита. 2018. № 7. С.1–10.
Полковников И.С., Пантелеева В.В., Шеин А.Б. Импеданс анодных процессов на Mn5Si3-электроде в сернокислом фторидсодержащем электролите // Вестник Пермского университета. Химия. 2017. Т. 7. Вып. 3. С. 250–259.
Kichigin V.I., Shein A.B. Potentiostatic and impedance spectroscopic studies of the anodic behavior of cobalt silicides in fluoride-containing acidic solutions // Corrosion Science. 2019. V. 159. Article 108124.
Кичигин В.И., Шеин А.Б. Электрохимическое поведение силицидов кобальта в растворах серной кислоты при высоких анодных потенциалах // Вестник Пермского университета. Химия. 2014. Вып. 3. С.4–13.
Цыганкова Л.Е., Вигдорович В.И., Брюске Я.Э., Семерикова И.А. Влияние кислотности растворов на электролитическую диссоциацию HF и фторидов щелочных металлов // Электрохимия. 1986. Т. 22. № 3. С.424–426.
Verhaverbeke S., Teerlink I., Vinckier C., Stevens G., Cartuyvels R., Heyns M.M. The etching mechanisms of SiO2 in hydrofluoric acid // J. Electrochem. Soc. 141 (1994) 2852–2857.
Barcia O.E., D’Elia E., Frateur I., Mattosa O.R., Pébère N., Tribollet B. Application of the impedance model of de Levie for the characterization of porous electrodes // Electrochimica Acta 47 (2002) 2109–2116.
Itagaki M., Hatada Y., Shitanda I., Watanabe K. Complex impedance spectra of porous electrode with fractal structure // Electrochimica Acta 55 (2010) 6255–6262.
Ozanam F., Da Fonseca C., Chazalviel J.N. In-situ infrared study of the interfacial layer during the anodic dissolution of a silicon electrode in a fluoride electrolyte // Proc. Indian Acad. Sci. (Chem. Sci.). 1995. Vol. 107. № 6. Р. 709–719.
Baklanov M.R., Badmaeva I.A., Donaton R.A., Sveshnikova L.L., Storm W., Maex K. Kinetics and mechanism of the etching of CoSi2 in HF-based solutions // J. Electrochem. Soc. 143 (1996) 3245–3251.
Zhang G.X. Porous silicon: morphology and formation mechanisms // Modern Aspects of Electrochemistiy, No. 39 / Edited by C. Vayenas et al. Springer, New York, 2005. P.65–133.
Гуревич И.Г., Вольфкович Ю.М., Багоцкий В.С. Жидкостные пористые электроды. Минск: Наука и техника, 1974. 245 с.
Orazem M.E., Tribollet B. Electrochemical Impedance Spectroscopy, John Wiley and Sons, 2008.
References
Shein, A.B. (2009), Elektrokhimiya silitsidov i germanidov perekhodnykh metallov [Electrochemistry of transition metal silicides and germanides], Perm. gos. un-t, Perm, Russia. (In Russ.)
Shein, A.B. and Aitov, R.G. (1995), “Dissolution of 3d-metal silicides in fluoride-containing electrolytes”, Protection of Metals, vol. 31, no 6, pp. 592–594.
Shein, A.B. (1998), “Electrochemical behavior of nickel monosilicide in fluoride-containing sulfuric acid electrolyte”, Electrochemistry, vol. 34, no 8, pp. 900–903. (In Russ.)
Panteleeva, V.V., Shein, A.B., and Kamenshchikov, O.Yu. (2014), “Active anodic dissolution of nickel monosilicide in sulfuric acid electrolyte containing sodium fluoride”, Condensed Matter and Interfaces, vol. 16, no 2, pp. 189–195. (In Russ.)
Panteleeva, V.V. and Shein, A.B. (2015), “Anodic oxidation of iron monosilicide in sulfuric acid solution containing sodium fluoride”, Condensed Matter and Interfaces, vol. 17, no 1, pp. 95–105. (In Russ.)
Panteleeva, V.V. and Shein, A.B. (2015), “Impedance of NiSi electrode in sulfuric acid solution. The refined model of active anodic dissolution”, Condensed Matter and Interfaces, vol. 17, no 2, pp. 201–207. (In Russ.)
Panteleeva, V.V. and Shein, A.B. (2015), “Breakdown of passivity of iron group metal silicides by fluoride ions in sulfuric acid solution”, Bashkir Chemical Journal, vol. 22, no 2, pp. 3–11. (In Russ.)
Panteleeva, V.V., Shein, A.B., and Kichigin, V.I. (2017), “Impedance of anodic processes on iron metal group silicides in acidic and alkaline media”, Corrosion: materials, protection, no 6, pp. 1–10. (In Russ.)
Panteleeva, V.V. and Shein, A.B. (2018), “Anodic processes on passive NiSi, FeSi and CoSi electrodes in fluoride-containing sulfuric acid electrolyte”, Corrosion: materials, protection, no 7, pp. 1–10. (In Russ.)
Polkovnikov, I.S., Panteleeva, V.V., and Shein, A.B. (2017), “Impedance of anodic processes on Mn5Si3 electrode in sulfuric acid electrolyte containing fluorides”, Bulletin of Perm University. Series “Chemistry”, no. 3, pp. 250–259. (In Russ.).
Kichigin, V.I. and Shein, A.B. (2019), “Potentiostatic and impedance spectroscopic studies of the anodic behavior of cobalt silicides in fluoride-containing acidic solutions”, Corrosion Science, vol. 159, Article 108124.
Kichigin, V.I. and Shein, A.B. (2014), “Electrochemical behavior of cobalt silicides in sulfuric acid solutions at high anodic potentials”, Bulletin of Perm University. Series “Chemistry”, no. 3, pp. 4–13. (In Russ.).
Tsygankova, L.E., Vigdorovich, V.I., Bryuske, Ya.E., and Semerikova, I.A. (1986), “Effect of solution acidity on the electrolytic dissociation of HF and alkali metal fluorides”, Electrochemistry, vol. 22, no 3, pp. 424–426. (In Russ.)
Verhaverbeke, S., Teerlink, I., Vinckier, C., Stevens, G., Cartuyvels, R., and Heyns, M.M. (1994), “The etching mechanisms of SiO2 in hydrofluoric acid”, Journal of the Electrochemical Society, vol. 141, no 10, pp. 2852–2857.
Barcia, O.E., D’Elia, E., Frateur, I., Mattosa, O.R., Pébère, N., and Tribollet, B. (2002), “Application of the impedance model of de Levie for the characterization of porous electrodes”, Electrochimica Acta, vol. 47, no 13–14, pp. 2109–2116.
Itagaki, M., Hatada, Y., Shitanda, I., and Watanabe, K. (2010), “Complex impedance spectra of porous electrode with fractal structure”, Electrochimica Acta, vol. 55, no 21, pp. 6255–6262.
Ozanam, F., Da Fonseca, C., and Chazalviel, J.N. (1995), “In-situ infrared study of the interfacial layer during the anodic dissolution of a silicon electrode in a fluoride electrolyte”, Proc. Indian Acad. Sci. (Chem. Sci.), vol. 107, no 6, pp. 709–719.
Baklanov, M.R., Badmaeva, I.A., Donaton, R.A., Sveshnikova, L.L., Storm, W., and Maex, K. (1996), “Kinetics and mechanism of the etching of CoSi2 in HF-based solutions”, Journal of the Electrochemical Society, vol. 143, no 10, pp. 3245–3251.
Zhang, G.X. (2005), “Porous silicon: morphology and formation mechanisms”, in: C. Vayenas et al. (Eds.), Modern Aspects of Electrochemistiy, No. 39, Springer, New York, pp. 65–133.
Gurevich, I.G., Volfkovich, Yu.M., and Bagotskii, V.S. (1974), Zhidkostnye poristye elektrody [Flooded porous electrodes], Minsk, Nauka i tekhnika. (In Russ.)
Orazem, M.E. and Tribollet, B. (2008), Electrochemical Impedance Spectroscopy, John Wiley and Sons.
