Состав и структура пленки

В результате глубокого анализа с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектрометрии было установлено, что пленка, образуемая в результате предварительной обработки фтоцирконатами, состоит из внешнего смешанного слоя циркония, кислорода и фторида, которые располагаются поверх слоя оксида циркония. От металлической подложки пленку отделяет слой оксида алюминия.

Образование пленки происходит в результате взаимодействия иона фторцирконата с гидроксидом, которое наблюдается внутри поверхности металлической подложки: цирконий, алюминий, кислород и фторид являются основными составляющими пленки, при этом на цирконий приходится около 36% от ее общего веса. В результате проведенного анализа по глубине образца, масс-спектрометрии вторичных ионов и исследования растровой электронной микроскопии было установлено, что добавление к составу фторцирконата
органических полимеров не оказывает никакого другого влияния на структуру пленки, помимо аккумулирования органических полимеров на ее поверхности.

Надо отметить, что процентное содержание фторида циркония оказалось значительно меньше, чем в пленках, сформированных без полимера. Осаждение пленки так же наблюдалось в некоторых ямках, которые проникли в подповерхностный
оксидный слой. На поверхности так же было обнаружено некоторое количество ямок меньшего размера. Толщина сформированной пленки варьируется от 7 до 9 нанометров, причем данное значение фактически не зависит от времени предварительной обработки.

Влияние толщины пленки на состав ее поверхности, если она была получена методом безпромывочной фторциркониевой
кислотно-полимерной предварительной обработки.

Безпромывочный вариант предварительной обработки на базе циркония в общем похож на описанный выше, однако при использовании данного технологического процесса возможно осаждение на металлической поверхности более толстой пленки. С помощью предварительной обработки составом, состоящим из фторциркония, полиакриловой кислоты и свободных фторидов, Алодин NR6217/8, были получены компактные пленки с поверхностной структурой, состоящей из макрочастиц, которые полностью покрывали металлическую поверхность, и имели толщинуот 10 до 40 нм (30-100 мг/м2
или 10-35 мг Zr/м2), в зависимости от концентрации Алодин NR6217/8, используемого для иммерсии. Изменение толщины пленки приводило лишь к незначительным изменениям состава поверхности. Второй состав, в котором использовался другой полимер, так же давал толщину порядка 40 нм. Это, скорее всего, являетсясовпадением, поэтому считается, что толщина осажденной пленки может контролироваться как и в других безпромывочных составах, путем изменения концентрации состава или толщины наносимого на поверхность раствора.

При использовании безпромывочных процессов можно получить пленки, имеющие общий однородный состав по всей толщине, за исключением концентрации некоторых полимеров в поверхностных областях пленки. В поверхностных областях пленки так же наблюдается некоторое замещение оксидов фторидами, однако большая часть пленки при проведении анализа выглядит как смесь оксифторидов циркония и алюминия. При осаждении пленок с помощью безпромывочного технологического процесса не было выявлено образования двухслойных пленок, как при использовании иммерсионной предварительной обработки.