Получение и модифицирование состава и свойств наноразмерного анодного оксида алюминия

• Автор: Вихарев, Александр Александрович
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 127 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ОКСИДЕ АЛЮМИНИЯ. СПЕЦИФИКА АНОДНОГО ОКСИДА АЛЮМИНИЯ. МЕТОДЫ

ПОЛУЧЕНИЯ.IО

1.1 Структура оксида алюминия

1.2 Химический и фазовый состав анодного оксида

1.3 Теории строения анодного оксида

1.4 Послсанодная обработка анодированных изделий

1.5. Методы получения тонкопленочных оксидных материалов

1.5.1. Физические методы получения пленок

1.5.2. Химические методы получения пленок

1.5.3. Получение гидроксидов из мелкодисперсного электрохимически обработан ного ал юм и ия3
1.6. Использование алюмоокендиых материалов в керамике
1.7. Применение анодных оксидных пленок
Глава 2. АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Описание установок анодирования на постоянном и переменном токс
2.2. Методики исследования физикохимических процессов модифицирования состава структуры и свойств анодных оксидов алюминия
2.2.1. Методы термического анализа ДТА, ТГ, ДТГ
2.2.2. Инфракрасная спектроскопия
2.2.3. Определение отражательной способности
2.2.4. Рентгенофазовый анализ
2.2.5. Оптическая микроскопия
22.6. Электронная микроскопия
2.2.7. Определение химической устойчивости анодных оксидов
2.2.8. Химический анализ и рЫ метрия
Глава 3. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА И ХАРАКТЕРА ТОКА ПА
СТРУКТУРУ И ПОВЕДЕНИЕ АНОДНЫХ ОКСИДНЫХ ПЛЕНОК АЛЮМИНИЯ ПРИ НАГРЕВАНИИ
3.1. Дериватографические исследования анодных оксидных пленок,
полученных в промышленных кислотных электролитах серной, щавелевой, хромовой
3.2. Влияние плотности тока па состав анодных оксидных пленок
3.3. Сравнение характеристик плсиок, полученных в растворах органических дикарбоиовых кислот в гомологическом ряду от щавелевой до
адипииовой
3.4. Сравнительная характеристика анодных оксидов алюминия полученных
на постоянном и переменном токе
Выводы
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ АНОДНЫХ ОКСИДОВ АЛЮМИНИЯ
ПОЛУЧЕННЫХ ЩЕЛОЧНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ .
4.1. Получение и исследование плсиок из щелочных электролитов
4.2. Влияние добавок посторонних ионов на состав и термостабнлыюсть
оксидных пленок
Выводы
Глава 5. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА АНОДНЫХ ОКСИДНЫХ ПЛЕНОК АЛЮМИНИЯ
5.1. Коррознонно защитные свойства
5.2. Оптические характеристики анодных пленок. Декоративные свойсгва
5.3 Обработка поверхности полученных пленок по зольгель технологии
5.4 Использование алюмооксидных пленок в технологии керамических
издел и й
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Суздальский район пос. Боголюбове но обработке поверхностей товаров широкого потребления и деталей спецназначсиия с целью защиты их от коррозии и придания более привлекательного потребительского вида. По результатам диссертации в лабораторный практикум 4го курса специальности Машины и аппараты химических производств но курсу Коррозия и защита металлов включена лабораторная работа. Установленные зависимости состава, строения, свойств анодных оксидных плсиок от природы электролитов и режимов процесса анодирования. Влияние природы аниона электролита на состав и структуру формирующейся анодной пленки, изменение механизма встраивания анионов электролита в оксид и характера их химических связей в оксиде при замене постоянного тока анодирования на переменный ток. Совокупность свойств, состав, микро и макростроенис анодного оксида алюминия позволяют использовать его в качестве пластификатора для улучшения спскаемости керамических материалов. Апробация работы. Ярославль, , XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии Казань, , Всероссийской научнотехнической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых аука и молодежь Барнаул, . Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано научных трудов, из них 4 статьи и 7 тезисов докладов. Объем и структура работы. Во введении обоснованы актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, отражена научная новизна и практическая ценность полученных результатов. В первой главе проведены анализ и обобщение литературных данных в области получения и исследования анодных оксидных пленок. Показано использование анодного оксида алюминия и его пленок в различных областях пауки и техники. Во второй главе описана экспериментальная аппаратура, приборы и материалы для проведения измерений. Описаны методики определения физикохимических и декоративных характеристик получаемых пленок. В третьей главе приведены результаты термограви метрических исследований анодных пленок, полученных в традиционных промышленных электролитах серной кислоте о, щавелевой кислоте о3, хромовой кислоте оСЮ. В четвертой главе представлены результаты изучения пленок, сформированных в щелочных электролитах. Проведен сравнительный анализ их с пленками из кислотных электролитов. Представлены результаты использование зольгель технологии в послсанодной обработке анодированных изделий и применения анодного оксида алюминия в технологии получения керамических изделий. Приведены физикохимические характеристики полученных керамических образцов. В приложении представлены акты о внедрении п извещение о выделении гранта па проведение работы. Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ОКСИДЕ АЛЮМИНИЯ. СПЕЦИФИКА АНОДНОГО ОКСИДА АЛЮМИНИЯ. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ. В системе алюминий кислород существует единственное термодинамически стабильное соединение оксид алюминия Д0з. В нем атомы кислорода изза высокой элсктроотрицатслыюсти оттягивают электроны атомов алюминия из зоны проводимости на связь, стабилизируя тем самым устойчивые конфигурации б2 и эр3. В итоге каждый атом алюминия оказывается окруженным шестью атомами кислорода, которые образуют алюмооксидиый октаэдр, а октаэдры связаны между собой через атомы кислорода общей гранью рис. В полученной структуре можно выделить группировки М2О3. В них атомы кислорода связаны непосредственно друг с другом и атомами алюминия. Следовательно, основными структурными образованиями в оксиде алюминия являются алюмооксидные октаэдры, а не дискретные молекулы ЛОз. Академик II. В. Белов из кристаллохимических соображений показал, что структура оксида алюминия с дискретными молекулами Л0з, либо подчеркивающая его гексагональное строение, не может объяснить высокую прочность и твердость данного вещества 1. Им предложена структура, в основе которой лежит алюмокислородный октаэдр рис. Строение оксида алюминия хорошо согласуется с совремеишлми представлениями о природе химической связи. Основываясь на предложенной структуре легче попять формирование структуры оксида алюминия из его гндратных форм.