Лако-красочные материалы — производство

Со времени работы О’Салливана и Вуда и их детализированного исследования и приятных данных о ранешних стадиях образования и роста пор Томпсон и Вуд со своими сотрудниками намного расширили зания в области образования пор. Результат их работы подведён в другом исследовании.

Осознанию ранешних стадий анодирования очень посодействовали новые способы исследования плёнки, в особенности способ снятия слоёв плёнки и ультрамикротомия. Снятие неповреждённой анодной плёнки с алюминия позволяет проводить под просвечивающим электрическим микроскопом исследование очень тонких плёнок, образовавшихся в 1-ые секунды анодирования. С другой стороны, ультрамикротомия – это способ, который был разработан для внедрения в биологии и позволяет срезать средством алмазного ножика очень тонкие слои вещества и   который можно использовать для прямого исследования поперечных разрезов плёнки под просвечивающим электрическим микроскопом.

При помощи этого электроннооптического метода подвергались исследованию плёнки, приобретенные во всех главных кислотах, применяемых для анодирования: серной, щавелевой, фосфорной и хромовой. В каждом случае наблюдаемые в процессе роста плёнки конфигурации были похожи, но более очевидно они проявлялись на плёнках, образованных в фосфорнокислом электролите при высочайшем напряжении. При описании роста плёнки Томпсон и Вуд молвят последующее:

«После 15 сек. обработки плёнка кажется относительно бесструктурной, хотя при всем этом можно различить развивающуюся структуру, похожую по размерам и плотности популяции на структуру начального дюралевого субстрата после гальванической обработки. На границе меж ячеистым строением, взятым от электрополированного железного субстрата отлично видны чёрные точки до 6нм в поперечнике, представляющие из себя участки более толстого плёночного материала и/либо другого состава, но от на данном шаге отделённым от металла утолщающимся барьерным слоем.

При предстоящем анодировании до 60с наблюдается общая тенденция к росту неоднородной плёнки; причем  локальные утолщения плёночного материала образуются приемущественно над нарастающим барьерным слоем и соединяются с ним, в итоге чего получается  практически гексагональная либо полосчатая структура, всё ещё связанная с начальной структурой, приобретенной способом гальванической обработки, и образовавшейся на специфичной ориентации зёрен алюминия. По прошествии 90с кажется, что избирательный рост участком более толстого плёночного материала прекращается, и на более узкой плёнке меж этими участками видны изменения  контраста, благодаря которым можно различить участки плёнки разной толщины (рис. 6-14г) и которые свидетельствуют о начале образования пор.  Основной шаг порообразования начинается через 120с после начала процесса анодирования, за длительное время до того, как напряжение добивается максимума. Поры можно найти по окружающим их тёмным, практически круглым участкам. Это участки подверженного утолщению материала ячеек, которые образуются на границе раздела металл-плёнка с порами в центре. Размеры тёмных участков могут быть различны, что свидетельствует о том, что некие поры образовались ранее и потому их поперечникы успели достигнуть большего размера. Образование пор происходит  снутри участков более узкой плёнки, которые не всегда окружены более толстым плёночным материалом стопроцентно, и кажется, что входные отверстия пор принимают форму похожей на лабиринт узкой плёнки. Кроме более нередко наблюдаемых округлых и круглых входных отверстий пор время от времени наблюдаются также и звёздообразные, напоминающие модели Келлера и др9.  В предстоящем плотность популяции пор возрастает прямо до образования устойчивой структуры пор с пониженной плотностью популяции, которое остается практически постоянным в процессе размеренного анодирования. Для понижения плотности популяции пор некие зарождающиеся поры не продолжают  развиваться, а остаются на наружной поверхности плёнки, прямо до их частичного удаления в итоге продолжающегося хим растворения примыкающего плёночного материала на границе раздела плёнка-раствор».

Результаты исследования под электрическим микроскопом поперечных разрезов плёнок данного типа свидетельствуют о неоднородности роста плёнки и вобщем и целом дополняют приведенное описание поверхности. Данное исследование провели Томпсон и Вуд. Для плёнок, образованных  при плотности тока 0.5 А/дм2 и в фосфорной кислоте концентрацией 0.4 моль/л, они дают последующий комментарий:

«После 10с обработки образовавшаяся ранее плёнка начинает относительно однородно утолщаться на всей поверхности неровного субстрата подвергнутого гальванической обработке. В предстоящем плёнка утолщается, что приводит к нарастанию более толстых участков плёнки на наружной поверхности. Отделение выступов соответствует структурному строению подвергнутого гальванической обработке субстрата, они возникают на существовавших ранее железных гребешках. Это наблюдение подтверждается предстоящим развитием выступов, которое согласовывается со сглаживанием границы раздела металл-плёнка. Участки более узкой плёнки меж выпуклостями похожи на поры, но они не являются нормальными порами, потому что на этом шаге плёнкообразования их роста не наблюдается. После 120с обработки происходит предстоящее утолщение барьерного слоя и выступов, при всем этом так же можно увидеть образование главных пор, которое можно найти по упоминавшимся выше волнообразным неровностям, развивающимся на границе раздела металл-плёнка под основными порами. Участки сферических неровностей растут до действенного поперечника, то же происходит и с поперечником пор, прямо до того момента, пока они не соединятся с другими неровными участками и не появляется структура устойчивой пористой анодной плёнки относительно правильной формы.

Для того, чтоб получить больше инфы о воздействии топографии металла на образование исходной пористой плёнки, рабочие стали специально использовать поверхности с управляемой ячеистой структурой, нередко создаваемой с помощью образования обычной пористой плёнки с следующим её удалением в хромовой либо фосфорной кислоте. После таковой обработки остаётся неровная поверхность регулируемого  размера, а после анодирования такового субстрата в фосфорной кислоте появляется ячеистая структура и структура оксида,  в ходе предстоящего анодирования происходит однородное утолщение плёнки, за которым следует местное утолщение плёночного материала над металлическими гребешками. Использовались также протравленные, механически полированные и даже специально поцарапанные железные субстраты, при всем этом в ямках от травления либо царапинах наблюдались похожие процессы .

В ближайшее время проводились и другие исследования.  На границе раздела металл-плёнка ультрамикротомированных срезов были увидены участки на верху железных гребешков, на которых видимо происходило возникновение  и затягивание трещинок. Над этими участками неровности были деформированы, может быть, из-за резвого затягивания трещинок под воздействием высочайшей локальной плотности тока и, может быть, локального увеличения температуры. В процессе предстоящего исследования были обнаружены поверхностные выемки над металлическими гребешками, наличие которых может быть связано с образованием трещинок. Механизмы образования выступов либо локального утолщения над металлическими гребешками будут подробнее описаны описываются в последующем разделе. При пористом анодировании с неизменным током напряжение увеличивается линейно в связи с утолщением барьерного слоя, потом оно может достигать наибольших и малых значений, до того как остановится на определённой величине. Отличия от линейного увеличения напряжения связаны с началом процесса образования пор. Кабо и Пере  исследовали отношение напряжение-ток при гальваностатическом пористом анодировании в малоновой кислоте. Прямо за Палибродой они предложили собственный коэффициент отношений меж током и напряжением при максимуме напряжения и представили, что зависящее от электролита критичное напряжение соответствует разрывному напряжению. Это было понято как указание на присутствие  в барьерном слое изъянов, количество  которых растут с повышением плотности тока и которые могут быть определены воздействием электролита на эффективность роста и строение плёнки.

Толщина анодной плёнки находится в зависимости от ориентации дюралевого субстрата.Данные эффекты можно найти лишь на тонких плёнках, наращенных при специально контролируемых критериях,  на  толстые плёнки они навряд ли сумеют оказать какое-либо воздействие.