Процесс образования анодных оксидных пленок на алюминии в ванадатном электролите цветного анодирования

• Автор: Рагалявичюс, Римас Юозович
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Вильнюс
• Количество страниц: 138 c. : ил

В дальнейшем под ориентирующим действием электрического ПОЛЯ мононы выстраиваются в палочкообразные мицеллы и прижимаются к положительному аноду. В образовавшийся скелет геля окиси алюминия внедряются ионы электролита. В результате образуется пористая окисная пленка, имеющая структуру, в которой поры являются промежутками между мицеллами . Коллодиноэлектрохимическая теория объясняет такие свойства АОП, как внедрение в их состав ионов из электролита и старение Ссолдация пленок, а также процесс роста анодного оксида не только в обычных электролитах, но и при плазменном или плазменноэлектролитическом анодировании. Келлера, Хантера и Робинсона . Авторы предложили следующий механизм образования пористых анодных пленок сначала на поверхности М образуется беспористый барьерный слой, аналогичный АОП, получаемым в электролитах барьерного типа. Позднее под растворяющим действием электролита ДОП в некоторых местах утончается, что приводит к увеличению плотности тока в данной точке и соответственно к более быстрому образованию нового оксида, но в свою очередь повдаение тока увеличивает температуру и ускоряет растворение оксида в этой точке. Все это приводит к тому, что рост оксида происходит лишь в отдельных местах, которые дают начало порам, а оксид алюминия накапливается вокруг пор в виде сферических ячеек. С течением времени соседние ячейки соприкасаются и образуют шестигранники. В дальнейшем рост ячеек продолжается только вглубь металла, так как по краям их рост ограничивается другими ячейками. В результате образуются ячейки, имеющие форму шестигранных призм, в середине которых имеются поры. Основания пор отделяются от металла тонким барьерным слоем рис. Г
Рис. I. Структура АОП по Келлеру, Хантеру и Робинсону . I барьерный слой, 2 стенки ячеек, 3 поры, 4 алюминий. Исследования АОП при помощи электронного микроскопа подтвердили предложенную структуру. Было также исследовано влияние разных параметров анодирования на размеры некоторых элементов структуры. Так, авторы установили, что размер ячеек и толщина их стенок является функцией иФ и не зависит ни от температуры, ни от концентрации электролита. Размеры пор являются для данного электролита постоянной величиной, независящей от напряжения . Позднее было установлено, что толщина барьерного слоя также является функцией Цр и равна для разных электролитов ,0,5 ЙВ . Впоследствии многие авторы исследовали структуру, уточняли размеры структурных элементов и их связь с различными параметрами анодирования . Так было установлено, что пористость пленок не зависит от напряжения и сильно возрастает с повышением температуры электролита . Также было показано, что авторы ошибочно считали размеры пор независящими от напряжения. Установлено, что диаметры пор линейно возрастают с повышением напряжения . Мангарт и Мозилевски показали, что поры не являются цилиндрическими, а имеют форму сильно вытянутых конусов, что и обуславливает предельную толщину АОП. Как указывают авторы, предельная толщина пленок достигается в то время, когда верхняя часть пор расширяется до такой степени, что соседние поры срастаются. Некоторые авторы указывают на возможность при определенных условиях разветвления пор с образованием так называемой елочной структуры , . На основании теории Келлера, Хантера и Робинсона были объяснены изменения плотности тока и формирующего напряжения, наблюдаемые во время анодирования . На рис. Начальное повышение формирующего напряжения соответствует росту плотного барьерного слоя с высоким удельным сопротивлением. Затем вследствие образования пор сопротивление пленки падает и тем самым уменьшается формирующее напряжение. В дальнейшем растет пористый слой с незначительным сопротивлением и формирующее напряжение остается почти неизменным . Но имеются данные, что изменения плотности тока обуславливаются не только изменениями структуры АОП, но и изменением концентрации электролита в порах . Это в основном относится к очень толстым пленкам. Рис. Изменение формирующего напряжения во время пористого анодирования алюминия при постоянной плотности тока.