Применение нестационарного электролиза в технологии анодной обработки алюминиевой фольги

• Автор: Литвинов, Юрий Викторович
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1. Состояние вопроса электрохимической технологии обработки алюминия и постановка задачи исследований

1.1. Влияние различных факторов на анодное поведение

алюминия

1.1.1. Влияние кислотности электролита

1.1.2. Влияние природы аниона

1Л .3. Зависимость анодного поведения алюминия от природы

легирующих элементов.

1.1.4. Особенности растворения аноднополяризованного

алюминия.
1.2. Методы травления алюминиевой фольги для производства низковольтных конденсаторов
1.3. Подбор электролита травления
1.4. Влияние различных факторов на увеличение площади поверхности фольги.
1.5. Выводы по литературному обзору и постановка
задачи исследований
2. Методика эксперимента
2.1. Физическая модель электрода для определения количества электричества, локализуемого по глубине поры.
2.2. Исследование структуры и микрорельефа поверхности аноднообработанного алюминия.
2.3. Определение коэффициента травления фольги, полученной в статическом режиме.
2.4. Исследование процесса анодного растворения алюминия в импульсных режимах электролиза
2.5. Датчиковые системы для измерения концентрации электролита
2.6. Оценка достоверности измерений
2.7. Планирование эксперимента.
3. Теоретические аспекты анодного растворения металлов, склонных
к пассивации.
3.1. Механизм образования оксидных пленок на алюминии
3.2. Специфика формирования оксидных пленок на алюминии
3.3. Особенности формообразования пористых структур при импульсных режимах электролиза.
4. Определение оптимальных параметров импульсных
режимов обработки алюминиевой фольги.
4.1. Требования к технологическому процессу и специфические
особенности формообразования.
4.2. Влияние температуры и плотности анодного тока на процесс электрохимического травления алюминия.
4.3. Влияние ультразвуковых колебаний на процессы анодной обработки алюминия
4.4.Особенности формообразования туннелей в металлах при
импульсных режимах электролиза
4.5. Взаимосвязь технологических параметров процесса анодной обработки алюминиевой фольги с удельной емкостью
4.6. Использование частотномодулированных электроимпульсов для получения фольги с заданными свойствами
коэффициент травления, механическая прочность.
5. Разработка математической модели процесса анодной обработки алюминиевой фольги.
5.1. Общие принципы моделирования процессов электрохимической обработки материалов
5.2. Модель роста поры .
5.3 Разработка системы оптимизации технологических параметров
процесса анодной обработки алюминиевой фольги.
Основные выводы по выполненной работе
Список литературы


Наблюдаемая линейная зависимость между потенциалом растворения металла и кристаллографическим радиусом ионов галогенидов объясняется с помощью двух альтернативных моделей, учитывающих специфическую адсорбцию галогенид-ионов на электроде. Если хлор-ионы способствуют активации алюминия и началу питтинго-образования в целом ряде сред [8, , ], то присутствие сульфат-ионов в хло-ридной среде может оказывать иншбирующее действие на процесс зарождения питтинга []. СГ >КОз >^". С другой стороны, в хромовокислых электролитах, в которых пассивация алюминия обусловлена образованием поверхностной плёнки, содержащей оксиды металлов и соединения трёхвалентного хрома, введение ? С Г. С ростом концентрации Сг7 '-ионов в растворе минимальная концентрация активирующих ионов, необходимая для активации алюминия, увеличивается. СГ >Р~ >^“. Исходя из этого, можно сделать вывод, что наибольшим депассивирующим действием обладают анионы хлора. По сравнению с чистым алюминием, его сплавы с различными металлами обладают иными свойствами, как в электрохимическом отношении, так и при коррозии [ - ]. Так, наличие Ъп в алюминии приводит сначала к уменьшению, а затем (при более положительных потенциалах) к увеличению анодного тока по сравнению с чистым алюминием из-за интенсивности процесса общей и питтинго-вой коррозии [, ]. Подобная ситуация наблюдается и при легировании , Мп, Сг, которые играют роль микрокатодов. Алюминий с такими добавками имеет более положительный потенциал и большую скорость растворения по сравнению с нелегированным алюминием []. С другой стороны, малые добавки таких металлов как П, Н? Мо эффективно снижают плотность тока полной пассивации и коррозии, а также улучшают показатель питтингоустойчивости алюминия в хлориде натрия по сравнению с чистым алюминием []. Добавки В1 и 8Ь уменьшают ширину пассивной области и несколько активируют алюминий. Построенные зависимости плотностей токов начата пассивации и коррозии от содержания легирующих элементов показывают, что алюминий может быть легирован редкоземельными элементами (РЗЭ) в количествах <0,5 %, при этом последние практически не влияют на величину потенциала питтингообразования. Элемент Мп, как легирующий компонент алюминия, заметно уменьшает плотность тока растворения в пассивном состоянии. Неоднозначно влияние фосфора на электрохимические свойства чистого алюминия в хлоридных растворах []. Добавки фосфора приводят к снижению стационарных потенциалов в нейтральных растворах, но не влияют на скорость коррозии в них, однако существенно увеличивают последнюю в щелочных растворах. Растворение анодно поляризуемых металлов иногда сопровождается отсутствием фарадеевского соответствия между количеством продуктов растворения и прошедшего через электродную систему количеством электричества (ОДЭ - отрицательный дифференц-эффект). Первые объяснения этого явления (ОДЭ) связывали с частичным разрушением оксидных плёнок на поверхности анодно поляризуемого металла, усиливающимся с ростом плотности тока и толщины оксида (плёночная теория) [4, - ]. Разрушение оксидных слоев приводит к непосредственному взаимодействию атомов металла с молекулами воды, сопровождающееся дополнительным выделением водорода, что и является причиной ОДЭ и не характерно для алюминия. Подтверждением такой точки зрения служит тот факт, что при отсутствии защитного слоя оксида на металле, например, на амальгаме алюминия, имеет место положительный дифференц-эффект (Г1ДЭ - снижение скорости растворения металла при анодной поляризации). В развитие теории этих представлений авторы [4] объясняют ОДЭ в галоген ид содержащих средах установлением подвижного равновесия между процессами взаимодействия А1, свободного от плёнки, с водой с образованием оксида, и разрушением этого слоя под действием галогенидных ионов. Увеличение анодного то^а сопровождается ростом активной поверхности алюминия и снижением степени неравномерности растворения металла. Число коррозионных мест увеличивается при одновременном уменьшении их глубины. При значительных плотностях анодного тока коррозия становится равномерной.