ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизм процесса формирования и роста анодных пленок из "Анодное окисление алюминиевых сплавов" Объемные отношения для различных алюминиевых соединений приведены ниже [48]. [c.44] Теория Кабрера и Мотта дает возможность рассчитать скорости роста пленок толщиной до нескольких сот ангстрем. [c.46] Интересно отметпть, что если алюминиевую пластинку предварительно проанодировать в серной кислоте на толщину 10 мк и затем длительное время обрабатывать поверхность при тихом разряде, то каких-либо изменений на поверхности анодной пленки сначала не наблюдается. Новая окисная пленка в процессе тихого разряда растет под старой анодной пленкой на участке, где происходит тихий разряд. При этом старая анодная пленка со временем растрескивается и шелушится, вероятно, вследствие того, что вновь образующаяся под ней пленка приподнимает ее. [c.48] При разряде в поле высокого напряжения могут происходить реакции — расщепление молекулы кислорода на атомы, ионизация молекулы кислорода или атома при столкновении с электроном и образование озона [58]. При электрическом тихом разряде в воздухе, кроме перечисленных выше реакций, могут протекать и другие процессы (образование окиси азота и т. п.). [c.49] Молекулы или атомы кислорода, которые получают заряд при тихом электрическом разряде, и свободные электроны в поле высокого напряжения приобретают дополнительную кинетическую энергию и двигаются с большой скоростью. Поверхность алюминия подвергается как бы бомбардировке кислородом, что вероятно и способствует его проникновению через пленку к поверхности раздела металл/пленка, где и происходит ее рост. [c.49] Таким образом, в атмосферных условиях при обычных температурах, вследствие встречной диффузии ионов алюминия и кислорода рост пленки происходит в ее толще. Поскольку напряженность поля, вызванная переходом электронов через пленку и образованием из адсорбированного кислорода ионов на ее поверхности, с утолщением нленки будет уменьшаться, то и рост пленки замедляется. В соответствии с этим пленки на поверхности алюминия при обычных атмосферных условиях и имеют толщину примерно до 100 А. [c.49] В поле высокого напряжения при тихом разряде кислород приобретает дополнительную кинетическую энергию, вследствие чего, вероятно, проникает в поверхность металла, где и происходит рост пленки. В этом случае, как показывает опыт, могут быть получены более толстые пленки за относительно короткое время. [c.49] Интересные данные о росте анодных илепок были получены Келлером и Эдварс [64]. Алюминий предварительно анодировался в электролите, содержавшем борную кислоту и буру, в результате чего на поверхности металла была создана тонкая беспористая анодная пленка, в которой искуС ственным путем создавали поры. Полученные таким образом образцы снова анодировались в растворе серной кислоты в течение различных промежутков времени, после чего из ипх были приготовлены шлифы, микрофотография одного из которых и представлена на рис. 20. [c.50] С учетом данных роста пленки при тихом разряде в поле высокого напряжения, вероятно, можно считать, что при анодной поляризации также имеет место проникновение окислителя через пленку к поверхности алюминия, где и происходит ее рост. [c.51] Процесс роста анодной пленки на алюминии и его сплавах при анодировании в кислотах можно представить следующим образом [66]. [c.51] Для последующего окисления а.чюминия и, следовательно, роста окисной пленки необходимо увеличивать напряженность электрического поля, которое сообщит дополнительную энергию отрицательно заряженным ионам кислорода, вследствие чего последние могут проникать через пленку к поверхности раздела металл/пленка и образовывать с металлом новые слои окисной пленки. С увеличением роста беспористого слоя пленки ионам кислорода необходимо сообщать все больше и больше энергии путем повышения напряжения для обеспечения постоянного проникновения кислорода к металлу и, следовательно, роста пленки. Если не увеличивать напряжения на клеммах ванны, то последующий рост беспористого слоя пленки осуществляться не может, так как кислород не будет иметь достаточного количества энергии для проникновения через слой уже образовавшейся нленки. Проникновение кислорода через пленку, вероятно, осуществляется по вакантным местам. Следовательно, толщина беспористого слоя пленки полностью определяется приложенным напряжением. [c.52] Действительно, в том случае, когда электролиты практически не растворяют образующуюся анодную пленку, для осуществления ее роста необходимо все время увеличивать напряжение на клеммах. Такое явление наблюдается при анодировании алюминия в борной кислоте с бурой (рис. 21). В этом случае для обеспечения постоянной плотности тока, и, следовательно, постоянного роста пленки, необходимо непрерывно повышать напряжение на клеммах. Толщина образующейся пленки растет пропорционально длительности анодирования. Если прекратить подъем напряжения, то ток быстро падает до нуля и процесс роста пленки прекращается. В данном растворе пленка практически не растворяется, так как каких-либо изменений не наблюдается, если анодированные образцы выдержать в указанном растворе относительно длительное время. Подобные данные были получены и в других исследованиях [69, 70]. [c.52] Несколько иная картина роста пленки наблюдается в том случае, когда она, хотя н незначительно, но все же частично растворяется Э в электролите (к подобным электролитам относятся хромовая, серная и щавелевая кислоты). [c.53] Исходя пз этого, схема роста анодной пленкп дюжет быть представлена следующим образом (рис. 24). [c.55] В первый момент анодного окисления, вследствие электрохимического взаимодействия ионов гидроксила с поверхностью алюминия, формируется одно- или двухатомный слой окиси (участок а). Для дальнейшего роста пленки необходимо проникновение кислорода через пленку к поверхности металла, которое возможно только в том случае, когда будет создана соответствующая напряженность ноля, обеспечивающая увеличение энергии проникновения кислорода через пленку. С ростом пленки напряжение на клеммах ванны необходимо увеличивать для создания соответствующей напряженности ноля в зоне образовавшейся пленки. [c.55] Схема роста анодной пленкп. а — начало [образования окисной пленки б — окисная пленка выросла на толщину барьерного слоя I в—начало образования пор в зоне ш г—схема проста пленки при условии когда расстояние между парами к в три раза больше толщины барьерного слоя а — то же, когда к в два раза больше I / — схема последовательного роста пленки во времени. [c.56] Вернуться к основной статье