Dendrites and growth layers in the electrocrystallization of metals

Electrodeposited dendrites show a simple relation to the space lattice. The main type of dendrite in the f.c.c. lattice branches along [110]. At high c.d., Pb develops dendrites branching along [100]. Sn grows along [101] at low c.d. and along [110] at high c.d. Cd dendrites are complicated, but their main branching is along [100]. The dendrite directions are the closest packed directions in the lattice. Metals of low overvoltage grow by the lateral extension of layers, about 1 μ thick. At low c.d. (< 0·05 A/cm2), the layers start in the interior of the crystal faces whilst, at higher c.d., on edges and corners. Centre growth layers are usually generated by flat growth pyramids, more rarely by growth spirals. The planes of the growth layers are the closest packed lattice planes and are, in order of importance: for Pb, Ag and Cu, (111) and (100); for Cd, (001), and (100); for Sn (101) and (100). Inhibition increases the thickness and number of growth layers but decreases their rate of flow. Anodic dissolution of electrodeposited crystals also occurs by layers. Elektrolytisch abgeschiedene Dendrite weisen einen einfachen Zusammenhang mit dem Kristallgitter auf. Der Haupttypus der Dendrite im flächenzentrierten kubischen Gitter entwickelt Äste längs 110. Bei hohen Stromdichten bildet Blei Dendriten, welche Äste längs 100 entwickeln. Sn wächst längs 101 bei kleinen Stromdichten und längs 110 bei hohen Stromdichten. Cd-Dendrite haben einen komplizierten Aufbau, aber die Verästelung erfolgt zut Hauptsache längs 100. Die Dendritenrichtung ist die Richtung der dichtesten Packung im Gitter. Metalle mit geringer Überspannung wachsen durch seitliche Ausbreitung von Schichten mit einer Dicke von etwa 1 μ. Bei kleinen Stromdichten (50 mA/cm2) haben diese Schichten ihren Ursprung im Inneren der Begrenzungsflächen des Kristalls, während sie bei höheren Stromdichten an Kanten und Ecken zu wachsen beginnen. Die Ebenen der Wachstumsschichten sind die Gitterebenen mit der dichtesten Packung. Es sind dies: beim Pb, Ag und Cu, (111) und (100); beim Cd, (001) und (100); beim Sn (101) und (100). Inhibition erhöht die Dicke und die Zahl der Wachstumsschichten, vermindert aber deren Fliessgeschwindigkeit. Die anodische Auflösung von elektrolytisch abgeschiedenen Kristallen erfolgt ebenfalls in Schichten.