Физико-химические закономерности направленного формирования оксидных структур на алюминии и его сплавах в электролитах при напряжениях искрения и пробоя

• Автор: Руднев, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 448 с. : ил

1.1. Пассивация алюминия

1.2. Ионный перенос в анодных пленках барьерного тина.

1.3. Кинетика роста анодных пленок барьерного типа в гальваностатических условиях

1.4. Формирование покрытий в режиме электрических пробоев.

1.5. Электрические пробои в системе металлоксидэлектролиг.

1.6. Подходы к выбору состава электролита.

ГЛАВА 2. КИНЕТИКА РОСТА ПОКРЫТИЙ ПРИ НАПРЯЖЕНИЯХ ИСКРЕНИЯ И МИКРОДУГ В ГАЛЬВАНОСТАТИЧЕС

КИХ УСЛОВИЯХ В ПРОСТЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ

2.1. Кинетика изменения напряжения на электродах

2.2. Изменение толщины покрытия.

ГЛАВА 3. СОСТАВ И СВОЙСТВА АНОДНОИСКРОВЫХ СЛОЕВ, СФОРМИРОВАННЫХ В ЭЛЕКТРОЛИТАХ С ЖИДКИМ СТЕКЛОМТЕТРАЬОРАТОМ И ГЕКСАМЕТАФОСФАТОМ
НАТРИЯ, ГЕКСА И ГЕПТАФТОРКОМПЛЕКСАМИ ЕРЕХОД
НЫХ МЕТАЛЛОВ
3.1. Покрытия, формируемые в водных растворах жидкого стекла, тетрабората и гексаметафосфата натрия
3.2. Введение неорганических солей в раствор гексаметафосфат
ного электролита.
3.3. Электролиты с гекса и гептафторкомплексами переходных металлов.
ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ АНОДНЫХ СЛОЕВ ЛИНЕЙНЫМ РАЗРЯДОМ
5.1. Линейный разряд
5.2. Состав покрытий
ГЛАВА 5. ФОРМИРОВАНИЕ ПОКРЫТИЙ В ФОСФАТНОВАНАДАТНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ
5.1 Характеристики покрытий.
5.2. Особенности образования покрытий.
5.3. Влияние ионного состава электролита
5.4. Фосфатные электролиты с группами ТО, Мо4 и УОз.
5.5. О механизме образования покрытий.
ГЛАВА 6. ЭЛЕКТРОЛИТЫ С ПОЛИФОСФАТНЫМИ
КОМПЛЕКСАМИ МЕТАЛЛОВ.
6.1. Кобальтсодержащие покрытия.
6.2. Электролиты с катионами МеП
6.2.1. Покрытия с МН, СаН, ВаИ, Сс1И, 4, СиН
6.2.2. Влияние процессов гидролиза
6.2.3. Влияние строения полифосфата.
6.2.4. Замена катиона.
6.2.5. Влияние количества электричества.
6.3. Электролиты с катионами МсШ
6.4. Мольное отношение полифосфаткатион Ме в электролите и сост ав покрытий
6.4.1. Состояние электролитов и природа осадков.
6.4.2. Влияние на образование и состав покрытий.
6.4.3. Влияние природы анода
6.4.4. Влияние концентрации полифосфата.
6.4.5. Распределение элементов по поверхности.
6.4.6. Толщина покрытий.
6.5. Фазовый состав покрытий.
6.5.1. Покрытия на сплаве алюминия.
6.5.2. Покрытия на титане, ниобии, цирконии
6.6. Механизм образования покрытий.
6.7. Области применения покрытий.
6.8. Биоцидные свойства покрытий.
ГЛАВА 7. РАЗРАБОТАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СПОСОБЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ.
7.1. Технология формирования покрытий в ортофос
фатнотстраборатном электролите
7.1.1. Применение технологии в промышленности.
7.1.2. Оптимизация состава электролита.
7.1.3. Некоторые свойства покрытий.
7.2. Окрашенные, защитнодекоративные анодноискровые слои.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ


Часть ионов АТ эжектирует в электролит и не участвует в образовании пленки на границе оксид электролит с эффективность . На границе раздела оксидэлектролит пленка не образуется развиваются поры, направленные по электрическому полю. Растворение оксида и прямая эжекция ионов алюминия происходит в области дна пор. При 0 над ксеноном оксид не образуется, идет образование и рост пор, а в электролите присутствует алюминий. Анализ показывает, что при критической плотности тока 0 в электролите находится такое количество алюминия, которое необходимо для образования отсутствующего слоя оксида на границе раздела пленкаэлектролит за счет миграции катионов алюминия. Величина 0 в общем случае зависит от температуры, концентрации и электролита. Томпсон с соавторами считают 1,3,4,9, что при 0 растворяется не оксид алюминия, а идет прямое эжектирование катионов алюминия в раствор. Другими словами, по мнению авторов 1,3,4,9, транспортные числа катионов алюминия и содержащих кислород анионов не меняются с уменьшением плотности тока. Приведенные выше оценки величин транспортных чисел ионов подтверждены результатами, полученными с помощью метода контроля за миграцией в оксиде радиоактивных изотопов. Согласно полученным в 8 данным, табл. Лсм и температуре С на алюминии и титане пленка растет на обоих границах раздела фаз, а на тантале и, особенно, на цирконии, преимущественно на границе раздела металлоксид, т. Таблица 1. Транспортные числа для различных металлов, анодируемых в борагных рас творах при С но 8. Т 6 ,1 0,7 0. Та 6 0 0,6 0. Примечание плотность тока и V конечное напряжение формовки. И толщина пленки, вычисленная на основе измерения электрической емкости, Е расчетная напряженность электрического ноля в оксиде. Таким образом 1,3,4,9,, барьерные пленки имеют двухслойное строение. Примыкающий к металлу слой представляет собой стехиометрический оксид, а внешний, контактирующий с электролитом, обогащен элементами последнего. Причем, толщины обоих слоев примерно одинаковы. АхОуп Замещая в решетке кислород, этот анион образует оксисоли. По 0 анион скорее образует с оксидом комплексные соединения, связи в котором, как и в оксиде, ионноковалентные, и вряд ли может мигрировать в оксиде как свободная заряженная частица. Вместе с тем, до сих пор не предложено критическою эксперимента, который смог бы однозначно показать, в каком виде частицы электролита находятся в анодной пленке. В 3,4,9 экспериментально установлено, что как толщина слоя, обогащенного комплексами электролита, так и их содержание в этом слое зависят от строения аниона, табл. В общем случае, при формировании барьерных пленок со 0 эффективностью, по встраиванию в пленки анионы делят на три типа, рис. АГ, рис. К . А . Рис. Схемы, показывающие образование пленок со 0 эффективностью. Направление и относительную скорость миграции ионов показывают направление и длины стрелок, асодержащие не перемещающиеся неподвижные компоненты электролита. Ьсодержащис перемещающиеся внутрь оксида компоненты электролита, ссодержащие выходящие из оксида компоненты электролита. Таблица 1. Боратневодный Внутрь 0,. В общем случае, содержание анионов электролита в пленке зависит от их способности адсорбироваться на поверхности оксида. В случае боратного электролита внешний слой пленки соответствует 4 соединению нестехиометрического состава А1к9г0,озЙо,о. Оз. Описанные экспериментальные результаты и теоретические представления дают основание считать, что наличие во внешнем слое барьерных пленок анионов электролита, стимулированные электрическим полем процессы адсорбции и концентрирования компонентов электролита на границе раздела оксидэлектролит могут играть важную роль и при встраивании элементов электролита в анодные покрытия, формируемые в условиях электрических пробоев. В работе 9 методами индуктивно связанной плазменной атомной эмиссионной спектроскопии, измерений электро и фотолюминесценции, сканирующей и трансмиссионной микроскопии, электрохимической импедансной спектроскопии исследовано влияние боратного электролита на кинетику роста барьерных слоев на высокочистом алюминии ,.