Механизм роста пленки

Когда алюминий вступает в реакцию с водой, то в этом случае движущей силой роста пленки является электрохимический процесс.

Анодная реакция происходит почти по всей площади поверхности, тогда как катодная реакция имеет место лишь на выборочных позициях, типа примесей и границ зерен. Стандартный потенциал общей электрохимической реакции зависит от состава сформированного
гдироксида, однако не выходит за пределы диапазона от -1.47 до 1.55 В.

Выделение водорода происходит при 80-100ºС и начинается после завершения индукционного периода в изолированных точках. На раннихстадиях реакции с воздухом насыщенным водяным паром, водород вызывает охрупчивание аморфной оксидной пленки. Генерация водорода локализована на пересечении поверхности и границы зерен.

Модель роста пленки предполагает, что в процессе индукционного периода толщина оксидной пленки возрастает, при этом в нее проникают протоны, гидроксильные ионы или вода, причем этот процесс наблюдаетсявплоть до достижения стабильных условий протекания гидролиза и образования растворимых изотопов алюминия. Процесс растворения сопровождается одновременным осаждением водных оксидов, которые могут трансформироваться в псевдобемит. Рост пленки продолжается путем диффузии через этот слой со скоростью, которая во многом определяется внутренней диффузией воды, а не обратной миграцией Al3+. При подобных условиях рост новой пленки происходит под уже существующей пленкой. Способ формирования байерита является достаточно неопределенным, однако здесь можно провести аналогию с механизмами старения коллоидной суспензии, где растворение и повторное осаждение псевдобемита может происходить в результате контакта с водой.

Рост водной пленки подвержен влиянию температуры. Так же на рост пленки может влиять чистота металла, при этом при использовании менее чистого металла происходит формирование более тонких пленок Ингибирование диффузии ионов алюминия, происходящее в результате присутствия примесей на границах зерен,или присутствия более толстых барьерных слоев на металле, имеющим меньшую чистоту, могут так же вызывать изменения в росте пленок.

Составляющие сплава и примеси в растворе так же могут оказывать влияние на цвет пленок, формируемых в кипящей воде. Для высокочистых сплавов Al-Cu и Al-Ti могут быть получены темные пленки, цвет которых варьируется от коричневого, голубого и пурпурного до серого и черного, а более темные оттенки могут быть получены в присутствие метасиликата икарбоната или сульфата натрия.

Пленки паровой обработки

Для получения покрытий с улучшенной адгезией поверхности и увеличенной стойкостью к коррозии и истиранию могут быть использована обработка поверхностей из алюминия или его сплавов взакрученном потоке пара из неионизированной воды. Закручивание пара предотвращает кристаллизацию оксидного слоя в видеопределенной или упорядоченнойструктуры. Получаемое в результате высокое качество обработки соответствует военной спецификации США MIL-C-5541.