Анодирование.Образование барьерного слоя

Для дальнейшего понимания процессов анодирования важно определить то место, где собственно происходит наращивание  плёнки. Что касается барьерных слоёв, то здесь важно определить, происходит ли это на разделе металл-оксид, плёнка-раствор, на обоих границах раздела или где-либо ещё.

И что именно происходит, когда нарастает пористый слой и происходит растворение барьерного слоя, что дает возможность для  распространения пор. В процессе разрешения данных вопросов использовались барьерные слои, образованные в электролитах, которые согласно существующему мнению не оказывали растворяющего действия  на плёнку, а так же  пористые плёнки. Тем не менее, согласно сказанному выше, разница между плёнками этих  двух типов ещё не изучена до конца. На самом деле некоторые исследователи утверждали, что проводили эксперименты с барьерными слоями, хотя сейчас можно сказать, что, возможно, это были тонкие пористые внешние слои. И это следует принимать во внимание при изучении указанной работы.

Толщина барьерного слоя

Толщина барьерного слоя пропорциональна напряжению анодирования с небольшими отклонениями, вызванными природой электролита. Холланд и Сезерленд  получали плёнки толщиной 1.3нм/В в 3% растворе тартрата аммония, использующиеся для защиты вакуумных покрытий алюминиевых зеркал. При измерениях ёмкостного сопротивления барьерных слоёв Гинзберг и Каден получили значения 1.4 нм/В для плёнок, образованных в электролитах, для получения барьерных плёнок, и 1.15 нм/В для барьерных слоёв пористых анодных покрытий.

В исследовательских лабораториях Американской Алюминиевой Компании (Alcoa) был разработан метод измерения толщины барьерного слоя с использованием спецаппарата, . По этому методу электрический ток, проходящий через покрытие, контролируется при повышающемся напряжении в электролите, что приводит к образованию плёнки барьерного типа. По мере возрастания напряжения ток утечки также возрастает очень медленно до того момента, как напряжение начинает  приближаться к величине, соответствующей толщине барьерного слоя. По достижении значительной силы электрического тока, даже небольшое увеличение напряжения вызывает быстрое возрастание силы тока. Приблизительная толщина барьерной плёнки в нанометрах была в 1.4 раза больше, чем максимальное напряжение, при котором не происходит явного увеличения силы тока. Этот метод основан на пропорциональной зависимости  барьерной толщины от напряжения в процессе анодирования и может также применяться для измерения толщины барьерного слоя пористых плёнок.

Данный метод использовался исследователями компании Alcoa для изучения развития барьерного слоя при анодировании в 15% серной кислоте при температуре 20ºС. Толщина слоя резко увеличивалась в течение первых 4.5 секунд,- время за которые она достигала максимума. На этом этапе растворяющее действие электролита превосходило уровень нарастания пленки. Колебания толщины прекращались через 25 секунд обработки, и она оставалась неизменной в течение последующих 45 минут анодирования, во время которых возрастала толщина пористого покрытия. Этими авторами был замечен один побочный результат: при уплотнении горячей водой толщина барьерной плёнки уменьшалась до уровня 0.04 нм/мин. Было высказано предположение, что уплотнение горячей водой является причиной растворения материала анодной плёнки, когда начинается осаждение продукта уплотнения.

При постоянном напряжении и температуре и очень низкой концентрации серной кислоты, барьерная толщина достигает максимального значения 1.4 нм/В, так как при низкой концентрации и растворимость будет достаточно низкой. Повышение концентрации приводит к падению барьерной толщины, которая достигает минимального значения при концентрации серной кислоты от 35 до 65% от веса. За этим следует значительное повышение вплоть до 90%, при этом значении она резко падает до совершенно незначительного Уменьшение барьерной толщины никак не связано со степенью растворения, а также не зависит напрямую от степени диссоциации серной кислоты, что следует из удельной электропроводности. Это свидетельствует о том, что при высоких концентрациях кислоты на барьерную толщину влияют и другие факторы.

При использовании других электролитов, например, хромовой, щавелевой или фосфорной кислот, факторы влияющие на толщину пленки и степень их значимости будут теми же самыми.

ДАННЫЙ КОНТЕНТ БЫЛ УКРАДЕН С САЙТА VSEOKRASKAH.NET  МУСОРОСБОРНИКОМ KRASKA.BIZ