Get Adobe Flash player

Нарастание начальной плёнки и начало образования пор

Долгое время было известно, что анодные плёнки на алюминиевых поверхностях в кислых электролитах способны абсорбировать красящие вещества. Таким образом, был сделан вывод, что подобные плёнки являются пористыми. Однако до появления электронных микроскопов природа этой пористости не была до конца ясна.

Как следствие, было также тяжело понять, как и почему образовывались эти поры. Это важные вопросы для понимания природы пористых анодных плёнок, и, как выяснится позже, они оказывают значительное влияние на эффективность действия промышленных процессов, а также на качество продукции.

Сето и Мията  предположили, что барьерный слой является относительно пористым, а поры появляются в нём из-за воздействия анионов электролита. Выделяющийся кислород закупоривает эти поры и способствует дальнейшему образованию барьерного слоя, вступая в реакцию с алюминием. Руммель  предположил, что с образованием пор в барьерном слое появляются дыры, и под пористой плёнкой начинает образовываться новый слой. Бауманн  постулировал, что паровая плёнка существует у основания пор и что ионы кислорода образуются на границе раздела газ-электролит, где так же происходит образование ядер оксида. Он утверждал, что поры образуются прорывами в барьерном слое, вызванными атомизацией вещества в порах. Шенк  считал, что образование пор является результатом разрыва, вызванного анионами. Мерфи и Микельсон  просто предписывали образование пор высыханию достаточно студенистого плёночного вещества.

Келлер, Хантер и Робинсон расширили теорию Бауманна и предложили, что распространение пор является следствием растворения барьерного слоя, вызванного нагреванием джоулевым теплом. Происходили серьезные дебаты по поводу того, может ли температура у основания пор подниматься настолько, чтобы это послужило объяснением наблюдаемого уровня распространения пор (нарастания плёнки).  Хантер и Таунер7 выяснили, что при анодировании в серной кислоте уровень роста плёнки составляет около 0.4 мкм/мин, тогда как при растворении в том же электролите при разомкнутой цепи он достигает величины лишь 0.084 нм/мин. Во время растворения при разомкнутой цепи для достижения такого уровня роста плёнки потребуется наличие у основания пор 50% серной кислоты, нагретой до температуры 125ºС. Каден  показал, что эта концепция непригодна. Он высчитал, что температура в месте роста плёнки практически идентична температуре основной массы раствора.

Хоар и Яхалом  считали, что кривая ток-время представляет два перекрывающих друг друга процесса: экспоненциальное снижение силы тока, в результате которого образуется барьерная плёнка, и сила тока, при которой образуются поры. Они предположили, что в результате поступления протонов в барьерный слой образуется гидроксид, который больше подходит для образования пор. Однако, этот процесс контролируется перемещением наружу ионов Al3+, которые создают положительный ионный пространственный заряд.

Концепции, основывающиеся на растворении горячей кислотой у основания пор или растворении, стимулируемом протонами без участия локального электрического поля, были отвергнуты в пользу растворения под воздействием электрического поля.  С того момента, как Al2O3 становится по природе в основном ионным, для его растворения требуется разрушение в решётке связей Al-O. Таким образом, любой процесс, ослабляющий эти связи, облегчает процесс растворения на местах изгибов, уменьшая эффективную энергию активации растворения. В данном контексте наличие электрического поля считалось важным, так как под его воздействием ионы кислорода перетягиваются в оксид, а ионы алюминия переходят в раствор, который может быть сольватирован ионами H3O+ и воды соответственно

Поделитесь с друзьями!

Опубликовать в своем блоге livejournal.com

Добавить комментарий

Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.