Закономерности формирования и электрохимические свойства анодных пленок диоксида циркония

• Автор: Семенова, Татьяна Леонидовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 152 с.

1.1. Взаимодействие циркония с кислородом.

1.2. Полиморфизм диоксида циркония

1.3. О структурном типе флюорита. Структуры, характеризующиеся формулой М.

1.4. Стабилизация высокотемпературной модификации диоксида циркония.

1.4.1. Влияние третьих компонентов на формирование флюоритовой структуры

1.4.2. Природа метастабильных фаз ,

1.5. Методы получения кубической стабилизированной модификации диоксида циркония

1.5.1. Способы получения керамики для элементов электрохимических устройств ЭХУ.

1.6. Метод микроискрового оксидирования МИО.

1.6.1. Анодное поведение циркония

1.7. Электрохимические свойства анодных оксидных пленок АОП гю

1.7.1 .Влияние влажности на электрохимические параметры
анодных оксидных пленок.
1.7.2.Термостимулированные токи ТСТ в анодных оксидных пленках
1.7.3. Природа э.д.с. в анодных пленках
1.8.Анализ литературных данных и цели исследования
ГЛАВА 2. Материалы и методики экспериментов.
2.1. Характеристика материалов. Подготовка образцов.
2.2. Установка для микродугового оксидирования
2.3. Методы исследования структуры и состава поверхностных
слоев.
2.3.1. Определение элементного состава покрытий методом микрозондового рентгеноспектрального анализа.
2.3.2. Реитгенофазовый анализ.
2.4. Методика измерения зависимости параметров АОП от влажности атмосферы.
2.5. Методика измерений вольтамперных характеристик.
2.6. Методы измерения электропроводности, ТСТ, э.д.с. АОП.
2.7. Методики измерений термостимулированной люминесценции
ГЛАВА 3. Закономерности формирования АОП моноклинной,
тетрагональной и кубической фаз методом МИО
3.1. Влияние составов электролитов на фазовый состав АОП диоксида циркония
3.2. Формирование анодных оксидных пленок 2Ю2 заданного фазового состава в водных электролитах гипофосфита
кальция
3.3. Исследования взаимосвязи структура АОП 2г режим МИО. Фазовая диаграмма АОП 2Ю2, полученных в водных электролитах гипофосфита кальция.
3.4. Экспериментальное и теоретическое обоснование фазовых переходов в АОП 2Ю2, сформированных при потенциалах искрения в электролитах гипофосфита кальция
ГЛАВА 4. Исследование электрохимических свойств АОП 2г,
полученных методом МИО.
4.1. Влияние влажности атмосферы на электрохимические параметры АОП диоксида циркония
4.1.1. Фактор пористости
4.1.2. Фактор структуры.
4.1.3. Влияние поверхностного барьера
4.2. Термостимулированные токи в анодных оксидных пленках диоксида циркония.
4.3. Природа э.д.с. в анодных оксидных пленках диоксида
циркония
Библиографический список использованной
литературы
Приложение
ВВЕДЕНИЕ


Чувствительность разработанных сенсоров к очагам возгорания по предварительным оценкам на два порядка выше чувствительности ДИП2. Противопожарные системы, содержащие сенсоры на горючие газы и пары нефтепродуктов, могут быть использованы в качестве стационарной системы сигнализации взрывоопасных содержаний горючих газов и паров нефтепродуктов, как в газо и нефтеперерабатывающей, так и горной промышленности. АОП , зависимость э. МОМ, как гальванической ячейки, от температуры. ГЛАВА 1. Металлический цирконий имеет две аллотропные модификации. До 2С он представляет амодификацию, имеющую плотно упакованную гексагональную решетку, выше этой температуры и до температуры плавления около С цирконий имеет рмодификацию с объемоцентрированной кубической решеткой 1. Металл обладает высокой температурой плавления, коррозионностойкий. Он производится в виде порошка и металлических прутков. Взвесь порошка циркония в воздухе, содержащая 0 мгл циркония, легко взрывается. При обычной температуре компактный цирконий химически неактивен вследствие существования на его поверхности плотной оксидной пленки, которая быстро образуется на металле в присутствии воздуха. Цирконий устойчив к действию большинства органических и неорганических веществ, но подвергается коррозии под действием даже незначительного количества хлоридов. Сам металл достаточно активен 2. Твердый металлический цирконий может поглощать до ат. Предельная растворимость водорода при С и атмосферном давлении около 0 см3 на 1г циркония. Он полностью удаляется из металла при температуре около 0 С 1. Несмотря на наличие свойств, присущих металлам с хорошей коррозионной стойкостью, цирконий окисляется при повышенных температурах. Кислород легко реагирует с цирконием, скорость взаимодействия зависит от температуры, величины зерна, чистоты металла и состояния его поверхности. Порошок циркония начинает поглощать кислород уже при температуре 0С. Образовавшаяся на цирконии защитная пленка растворяется в металле при температуре 0С, и таким образом, препятствие к дальнейшему поглощению кислорода устраняется. ИОВ и выше, полностью предотвращает поглощение цирконием кислорода в течение нескольких сот часов при температуре до 0С. Рис. II ос2г, III а2г Р2г IV Р2г расплав, V а2г расплав VI а2г 2г VII 2Ю2 расплав VIII 2Ю2 3. При температуре до 0 С защитное действие анодной пленки невелико 1. Имеются сведения о возможности получения большого числа оксидов, включая 2г и 2г, 2г , 2г0, 2г3, 2г, 2г и 2г5 2,3. Первые три оксида, вероятнее всего, являются частично упорядоченными структурами в области гомогенности твердого раствора кислорода в металлическом цирконии. Монооксид циркония 2Ю по спектрографическим данным существует в атмосфере Солнца и других звезд 2. В земных условиях это соединение неустойчиво, и его нельзя выделить для исследований. Из большого числа полиморфных модификаций диоксида циркония доказано существование трех моноклинной, тетрагональной и кубической 3. В последнее время установлена еще одна модификация ромбическая, возникающая при высоких давлениях и метастабильна при нормальных условиях 4. Из всех кристаллических модификаций только моноклинная двуокись циркония бадделеит встречается в природе. Металлический цирконий и диоксид циркония взаимнорастворимы в расплавленном состоянии. Диаграмма состояния системы цирконийкислород представлена на рис. Диоксид циркония при комнатной температуре обладает моноклинной М структурой, при высоких температурах С обратимо переходит сначала в тетрагональную Т, а при более высоких С в кубическую С форму 5,6,
м гю2 т г С гю2. На основании полученных экспериментальных данных о температурных фазовых превращениях диоксида циркония Ру и Рокеттом 8 построена фазовая диаграмма при нормальном давлении, рис. Фазовые храницы на этой диаграмме приблизительны, так как температуры полиморфных переходов зависят от многих факторов. Диоксид циркония встречается в природе к виде минерала бадделеита. Этот минерал был открыт в г, и вскоре была установлена его принадлежность к моноклинной сингонии, близкой к флюоритовой, но принципиально отличающейся от нее семерной координацией катиона 9.