Формирование анодно-искровых слоев на сплавах алюминия и титана в электролитах с вольфрамоборатными и вольфрамофосфатными гетерополиоксоанионами

• Автор: Лукиянчук, Ирина Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 189 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Представление о методе анодноискрового осаждения.

Стадийность анодных процессов.

1.2. Общие подходы к подбору состава электролитов.

1.3. Перспективы применения электролитов с гетерополиоксоанионами для формирования анодноискровых слоев

1.3.1. Структура гетерополиоксоанионов.

1.3.2. Методы синтеза гетерополиоксоанионов

1.3.3. Общие свойства гетерополиоксоанионов

1.3.4. Применение гетерополисоединений для формирования оксидных слоев.

1.3.5. Формирование анодноискровых покрытий в электролитах, содержащих гетерополиоксоанионы
1.4. Задачи исследования
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Состав сплавов и подготовка образцов.
2.2. Приготовление электролитов.
2.3. ЯМР водных растворов.
2.4. Формирование анодноискровых структур
2.5. Исследование состава оксидных слоев
2.6. Определение толщины анодноискровых слоев
2.7. Определение напряжения пробоя и электрической
прочности покрытий на воздухе.
2.8. Изучение термической устойчивости покрытий.
2.9. Определение рельефа и организации поверхности
ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ АНОДНОИСКРОВЫХ СЛОЕВ НА СПЛАВЕ АЛЮМИНИЯ В БОРАТНЫХ,
ВОЛЬФРАМАТНЫХ И ВОЛЬФРАМАТНО
БОРАТНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ
3.1. Боратные электролиты
3.1.1. Влияние
3.1.2. Влияние условий анодноискровой обработки.
3.2. Вольфраматные электролиты.
3.2.1. Влияние концентрации электролита
3.2.2. Влияние
3.3. Вольфраматноборатные электролиты.
3.3.1. Влияние концентрации вольфрамата натрия.
3.3.2. Влияние
3.4. Морфология поверхности, состав и термическое
поведение вольфрамсодержащих анодноискровых слоев
ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ АНОДНОИСКРОВЫХ СТРУКТУР НА СПЛАВАХ АЛЮМИНИЯ И ТИТАНА В ЭЛЕКТРОЛИТАХ, СОДЕРЖАЩИХ ВОЛЬФРАМОФОСФАТ НАТРИЯ.
4.1. Влияние замены в электролите вольфрамата натрия вольфрамофосфатом
4.2. Влияние .
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК СОЕДИНЕНИЙ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ В ГПАСОДЕРЖАЩИЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ НА ОБРАЗОВАНИЕ И СОСТАВ
АНОДНОИСКРОВЫХ СЛОЕВ.
5.1. Анодноискровые слои на сплавах алюминия в электролитах, содержащих вольфрамофосфат натрия и соединения марганца.
5.2. Влияние добавок сульфата марганца в вольфраматноборатный электролит на состав анодноискровых слоев
на сплаве титана.
5.3. Влияние концентрации вольфраматионов в фосфатнованадатном электролите на состав анодноискровых слоев
на сплавах алюминия и титана.
ГЛАВА 6. ОСОБЕННОСТИ ОСТРОВКОВОГО РОСТА АНОДНОИСКРОВЫХ СТРУКТУР В ЭЛЕКТРОЛИТАХ,
СОДЕРЖАЩИХ ГЕТЕРОПОЛИОКСОАНИОНЫ.
ГЛАВА 7. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ АНОДНОИСКРОВОГО ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ В ЭЛЕКТРОЛИТАХ С ГЕТЕРОПОЛИОКСОАНИОНАМИ И ВОЗМОЖНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
7.1. Закономерности анодноискрового осаждения
из электролитов с ГПА
7.1.1. Состав покрытий
7.1.2. Островковый рост и параметры формирования покрытий
7.1.3. Многослойность покрытий на алюминии
7.1.4. Понижение степени окисления
7.2. Возможные области применения формируемых покрытий
7.2.1. Катализ
7.2.2. Защитнодекоративные покрытия
7.2.3. Материалы с электрофизическими свойствами
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ


Некоторые из стадий анодных процессов были выявлены еще Гюнтсршульце и Бетцем , которые экспериментально определяли напряжения искрения и максимальные напряжения, при которых возникали дуговые разряды, разрушающие покрытия, чтобы найти условия, благоприятные для обычного анодирования металлов. С учетом дополнительной информации о шумовых эффектах и свечении, возникающих с появлением искровых разрядов, а также, учитывая зависимость свойств растущего покрытия от фазы формирования, начальный участок кривой стадия , рис. На этой стадии протекают обычные электрохимические реакции рис. В частности, на поверхности анода происходит выделение газообразного кислорода иили окисление металла. В зависимости от химической активности электролитов, природы обрабатываемого металла и плотности тока процесс окисления может привести либо к растворению металла, либо к образованию оксидной пленки. В последнем случае в ходе анодного процесса изза срастания первичных линзообразных ячеек оксида, в первую очередь, образуется бсспористый барьерный слой . На поверхности катода может происходить выделение водорода иили восстановление катионов 2. В области первого скругленного излома кривой и0 рис. II, при этом уменьшается относительный вклад процессов доискрового анодирования в формирование покрытий . Стадия II сопровождается появлением на аноде видимых искровых разрядов ц, Си и длится до их перехода в микродуговые мр, имр. Согласно , искровые разряды появляются как итог электрического пробоя парогазовых пробок, образующихся в микропорах пористого слоя, растущего на барьерном, при электролизе воды и вскипании электролита на дне пор. При этом одновременно идет электрохимическое окисление и разрыхление искрами формирующегося покрытия. Точка зрения о пробоях парогазовых пробок является дискуссионной. В этом случае величина напряжения искрения не должна зависеть от природы электролита. Имеются и иные представления о природе электрических разрядов, например, пробой оксидного слоя рассматривается как механизм пробоя полупроводников . Рис. Зависимость анодного процесса постоянный ток на сплаве АМцМ. Электролит 2 На6Р8, Адм2. Стадии I анодирования, II искрения, III микродугового оксидирования. Индексы и, мр и кон относятся ко временам и напряжениям и появления искровых, микродуговых и дуговых кон в данном случае, конечное значение разрядов. Рис. Электродные процессы при электролизе водных растворов. Второй скругленный излом на хронограмме напряжения рис. II в стадию III микродуговых разрядов, а затем и в стадию IV дуговых разрядов. Микродуговые и дуговые разряды разогревают прилегающие к каналу пробоя участки оксидного слоя до С, хотя температура металла непосредственно под покрытием не превышает 0С . С увеличением напряжения растет мощность дуговых разрядов уменьшается их число, увеличивается яркость, меняется характер перемещения по поверхности, а выделяемая энергия достаточна для прожога покрытий вплоть до металла . Согласно стадия дуговых разрядов является последней из возможных в процессе. Как отмечают авторы, не при любых начальных и граничных условиях возможна реализация стадий , III и IV. Завершение процесса анодирования на какойлибо из стадий может быть следствием как технологических требований к покрытию, так и невозможности реализации последующих стадий, например, достижением значения конечного напряжения икон, при котором покрытие перестает расти или начинает разрушаться. С другой стороны, возможно и исключение стадии доискрового анодирования, как, например, при формировании покрытий на графите после нанесения предварительной диэлектрической пленки из органического полимера . С появлением электрических разрядов помимо основных электродных процессов, протекающих на свободной от искр или дуг поверхности электрода рис. К таким процессам относятся термические и диффузионные процессы, плазмохимические реакции и электрофоретические явления 2. Согласно , те же стадии анодноискрового осаждения отмечаются и по изменению температуры образца Т0 измеряли температуру задней поверхности алюминиевой фольги толщиной 0.