Составы на основе частично восстановленного хромата/дымного диоксида кремния

Как уже говорилось ранее, одной из первых систем без промывки являлась система Аккомет С, разработанная компанией «Олбрайт энд Вильсон Лтд». Предварительная обработка в этом случае осуществлялась на водной основе, в ней участвовала частично восстановленная хромовая кислота и взвесь окиси кремния или силиката. Подготовка раствора для предварительной обработки осуществлялась путем частичного восстановления 100-500 г/л раствора хромовой кислоты, с использованием органических восстановителей, типа сахара, крахмала или спиртов. Соотношение шестивалентного хрома к трехвалентному в конечном растворе должно лежать в диапазоне от 0.5:1 до 0.75:1. К раствору добавляется окись кремния или силикаты, способные создавать однородную коллоидную взвесь, наиболее предпочтительной добавкой в данном случае является 5-100 г/л дымной окиси кремния. Для улучшения сцепления покрытия с металлической поверхностью возможно добавление солей щелочных металлов, типа калия или гидроксида натрия, которые используются для регулировки уровня рН раствора и доведения его до значения 2.5-3.5. Надо заметить, что щелочные металлы не поддавались определению с помощью анализов XPS
или SIMS, которые проводились на покрытиях, полученных в результате применения предварительной обработки этого типа. В настоящее время на рынке имеется ряд подобных составов, включая NR6010 компании
Хенкель (Henkel) и AlodinNR2010 и AlodineNR-2375 компании Амхим (Amchem).

Считается, подложка и раствор для предварительной обработки данного типа могут вступать в некоторые химические реакции. На профилях распределения веществ по глубине, полученных методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии виден хром, которой аккумулируется между поверхностным слоем, состоящим в основном из дымной окиси кремния и находящейся ниже металлической подложки. Образование данного слоя объясняется частичным восстановлением ионов окиси хрома алюминием. Однако, указанная реакция не является достаточной для восстановления всего шестивалентного хрома на осажденной пленке. Количество шестивалентного хрома, который остается на поверхности пленок, осажденныхметодом центрифугирования, является случайным и не зависит от концентрации раствора для предварительной обработки. В процессе осаждения и высушивания пленки диоксид кремния превращается в гель, из которого впоследствии образуется основная структура пленки. Процесс гелеобразования приводит к появлению агломератов частиц диоксида кремния, осаждаемых на поверхности.

При малых концентрациях раствора количество диоксида кремния оказывается недостаточным для того, чтобы из агломератов сформировалась непрерывная пленка. При более высокой концентрации раствора повышается степень покрытия металлической подложки, при этом происходит осаждение непрерывной пленки из частиц диоксида кремния. Застудевание диоксида кремния и высыхание хромсодержащего раствора протекают независимо друг от друга. На устройстве для нанесения покрытий методом центрифугирования, застудевание
может происходить в процессе центрифугирования, при этом диоксид кремния остается на поверхности, а хромсодержащий раствор по-прежнему удаляется. Подобная ситуация наиболее типична для растворов с малой концентрацией, в результате чегов составах наблюдается недостаток хрома. Соли хрома не обволакивают большую часть частиц диоксида кремния на поверхности.

Высушенная хромовая фаза, остающаяся в пространстве между частицами диоксида кремния, помогает соединению пленки и, таким образом, увеличивает ее когезионную
прочность.