Рост и свойства анодных оксидных пленок на сплавах системы титан-алюминий

• Автор: Фишгойт, Лариса Александровна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с.

Содержание

1. Введение.

2. Литературный обзор.

2.1. Диаграмма состояния ТЛ1

2.2. Окисление титана.

2.3. Окисление алюминия

2.4. Диаграмма состояния ТЮ2Л1гО.

2.5. Механизмы образования анодных оксидных пленок.

2.6. Анодные оксидные пленки на сплавах

вентильных металлов

3. Экспериментальная часть.

3.1. Приготовление образцов и аттестация поверхности.
3.2. Локальный рентгеноспектральный анализ.
3.3. Рентгенофазовый анализ
3.4. Электрохимические измерения.
3.5. Метод рентгеновской фотоэлектронной и Ожеспекгроскопии
3.6. Метод эллипсометрни.
3.7. Фотоэлектрохимический метод.
3.8. Метод дифракции отраженных быстрых электронов.
3.9. Исследование анодной активации сплавов
4. Результаты и обсуждение.
4.1. Кинетика формирования анодных оксидных пленок
на сплавах системы Т1А1.
4.2. Состав анодной оксидной пленки на сплаве уТА1.
4.3. Эллипсомстрические измерения
4.4. Фотоэлектрохимичесие измерения
4.5. Метод дифракции отраженных быстрых электронов.
4.6. Анодная активация сплавов
Литература


А1, по результатам ряда исследований ,,, установлено существование в этой системе трех интермсталличсских фаз ТзА на основе аТ, имеющая упорядоченную гексагональную структуру в литературе эта фаза так же обозначается а. Фаза ТА1 с упорядоченной структурой типа П0 с областью гомогенности примерно от до ат. А обозначающаяся также у образуется из жидкости по перитектнческой реакции с РТ. Наиболее богатое алюминием ИМС ГА1 стехиометрического состава ат. А1 имеет структуру типа О02. ТЧАЬ температура менее 0С. Также в системе существует твердый раствор на основе алюминия с растворимостью титана меньше 0. В литературе имеются разногласия относительно существования фаз ПАЬ и 5, которые были установлены в работах , их структура упорядоченная ГЦК. Результаты последних исследований сплавов системы Т1А1 не подтвердили наличие этих фаз . Некоторые характеристики фаз системы ЛА1 приведены в таблице 1. Таблица 1. Фата температура образования, С Ч О VIIV V IV I п тип структуры ИП IV II II область гомогенности ат. Т 2 АЗ ГПУ 0. Т1 А2 ОЦК 0. ТА1 0,9 . ПА 1 . Т1А оо2 . А1 5 А1 . Фаза ХТ0 является конгруэнтно плавящейся и образуется из жидкости ЬРТ1 при температуре С. Точка ее плавления составляет С. Фаза аТ1 образуется по перитсктоидной реакции рТ1Т1А1аТ при температуре С, а также имеет место аллотропическое превращение аТ РТ при 2С. ИМС Т1зА1, также как и РТ1, является конгруэнтно плавящейся фазой и при С образуется из аТ1 ТА1. Т1А1 образуется по перитсктичсской реакции ЬрТ0УПА1 при 1С и находится в равновесии с фазами Т1А1 и ТА. ИМС Т1А также образуется по перитектической реакции при оС ЬПА1ПА и затем, при 5С участвует в перитектической реакции с образованием алюминия ЬПАА1. Окисление титана. Система ТО детально изучена в широком интервале составов от Т до ТЮ2 и температур. На рисунке 2. Рис. Диаграмма состояния П0 . ЗТЧ. При низких температурах образуются упорядоченные фазы ТЧ, ТцО и возможно ТЧйО. В упорядоченных гексагональных фазах кислород занимает октаэдрические позиции в слоях, чередующихся со слоями титана ТЧ имеет структуру анти
Таблица 2. БаТ РТ перитектич. Т 5 конгруэнт. ПТ1чТ10 0 псритсктоидн. ТТ10Т1зО 0 псритскгоидн. БаТ1Ь монотехгик. БаТ у1ЧО . Р ПьхО аТц. Т1 рПОк аТЮ 0 псритсктоидн. П аТЮТЬОз 0 псритсктоидн. Тц. О аПСЬ рТцОг 0 эвтектоидн. ЬкуТ рТйОз . Ь рт 1 кон грузит. Ь РТЬОг РТцО . РТЬХ аТ . ТЦО рТц . РТцО осТцОу . Т1гО рТнО УТцОт . ЬТЮ2 . ЧТ 0 2 аллотропии. Упорядоченные фазы описаны в литературе как отдельные соединения, так и как фазы с широкой областью гомогенности, образованные из разупорядоченной фазы переходом второго порядка. ТЮ типа ЫаС1. Были идентифицированы четыре добавочных структурных модификации, которые обозначались как ЗТЮ, аТЮ, рТц. О и аТц. О, а также определены фазовые границы монооксидов в равновесии с аТ1 и РТОз Свойства низших оксидов титана приведены в таблице 3. Таблица 3. Свойства низших оксидов титана. Гнббса образования, кДжмоль 9. Температура полиморфного превращения, С плавления,С 1 . Для ТЮ2 известны пять полиморфных форм, из которых анатаз и брукит являются низкотемпературными и существуют при низком давлении ТЮ2 II и ТЮ2 III, образуются из анатаза или брукита соответственно под давлением. Рутил стабильная фаза при всех температурах и атмосферном давлении. Полиморфные превращения анатазрутил и брукигрутил протекают необратимо. Между монооксидамн титана и ТЮ2 существует серия отдельных фаз со стехиометрией Т1пп. Магнслли. Фазы Магнелли ИпОгпл, где л4 имеют кристаллическую структуру, родственную структуре рутила. Другие многочисленные структуры оксидов титана были описаны как фазы когерентного срастания фаз Магнелли. Дя общего анализа явлений, происходящих на поверхности титана при различных потенциалах в водных растворах, применяется диаграмма потенциалрИ рис. Рис. Диаграмма равновесия потснциалрН в системе титанвода . Как видно из рисунка 2. Т2, окисляющихся, при увеличении потенциала, до ионов Тг В области нейтральных и высоких значений титан при увеличении потенциала переходит в ТО, область существования которого невелика от 2. В для высоких и от 1. В для нейтральных рНЛьОз существует в области потенциалов от 2. В для нейтральных и низких .