Лако-красочные материалы — производство

Данные, касающиеся количества включенных анионов, не позволяют установить хим состав пленки, так как, как уже понятно, рассредотачивание анионов по поверхности пленки не является равномерным. В ранешних работах указывалось, что барьерные пленки по собственной природе являются двойными, при всем этом анионы электролита, типа бората либо фосфата в главном содержатся в внешнем слое пленочного материала, прилегающего к поверхности взаимодействия с веществом.

Нужно отметить, что Конн и коллеги  использовал технологию хим послойного анализа (высоты покрытия) совместно с рентгеновской фотоэлектронной спектроскопией для исследования пленок, приобретенных в смесях бората, при всем этом в обоих слоях был нашел борон;  данное наблюдение, правда, не удалось подтвердить при помощи обыденных методов  исследовательских работ. Для анализа роста пленок в фосфатных смесях применялся хим послойный анализ высоты покрытия в композиции с способом реанодирования  Хантера и Фаувела. Невзирая на то, что по поводу  рассредотачивания анионов не было получено никаких значимых результатов, но двойная природа пленок была доказана, и согласно приобретенным результатам стало может быть представить, что для каждого слоя и для всей пленки в целом, произведение диэлектрической проницаемости, е и электронного поля, Е, является неизменным, т.е.

Сумма E1 = Сумма E2 = Сумма ET.

Ученым Нагайама и ТАкаши удалось установить, что материал ячейки можно поделить на три области в соответствие с включенными в него анионами. К первой области относится пористая стена, имеющая относительно высшую концентрацию анионов (к примеру, 9% оксалата в пленке, образованной в щавелевой кислоте). Там так же существует и промежная область, где содержится еще более анионов (12% оксалата), и последняя область — это оконечность ячейки, где анионы находятся в относительно малом количестве. Нареченные исследователи и Фукуда использовали технологии растворения и хим анализа, и получили однообразные результаты, касающиеся рассредотачивания ионов фосфата, а Фукуда и Фукушима  подтвердили структуру фосфатосодержащих пленок. Нужно отметить, что они так же установили тот факт, что протяженность областей зависела от типа применяемого электролита. Нагайама и Такахаши  проводили пошаговые опыты с растворением в серной кислоте на пленках, сформированных в фосфорной кислоте и титрованной воде. В итоге анализа приобретенных смесей  для алюминия и фосфата удалось установить, что соотношение концентрации фосфата к алюминию поблизости пор составляло 0.19, повышалось до наибольшего значения 0.22 и резко падало до нуля на внутренней стороне стены поры. Связанная вода, определенная как тритий, в главном содержалась на наружной стороне стены поры, при всем этом общее ее количество, выраженное как соотношение количества воды к количеству алюминия, составляло порядка 0.35 х 10-3. По мере удаления от пор растворимость слоев уменьшалась.

Ученые Оно и Масуоко использовали технику наполнения пор для исследования процессов растворения, в итоге чего они выявили существование 3-х слоев в барьерных слоях, образованных в фосфорной кислоте, но в пленках, образованных в щавелевой кислоте, удалось найти только два слоя. В обоих типах пленки скорость растворения  внутренних слоев, которые размещаются поближе всего к металлу, не зависела от напряжения анодирования, а скорость растворения среднего и внутреннего слоев увеличивалась по мере роста напряжения. Самой высочайшей скоростью растворения обладали промежные слои. Эти различия связывались с различиями во включенных анионах, хотя толщина слоев не совершенно соответствует результатам электронооптических исследовательских работ пленок фосфорной кислоты, которые проводились другими исследователями, а так же не согласуется с наличием изъянов, объем которых возрастает с повышением напряжения формования. Анализ способом электрической микроскопии  выявил наличие изъянов уже после того, как началось растворение пленки. Меж тройными соединениями ячеек и порами размещаются длинноватые узенькие дыры (25 нм), при всем этом в пленках на базе фосфорной кислоты (около 15 нм) и щавелевой кислоты (около 2 нм) было выявлено наличие пустот на тройных точках. Еще ранее ученым Алвею и его сотрудникам удалось узнать, что стена поры пленок фосфорной кислоты оказывается открытой, обнаруживая под собой матрицу микропор либо трещинок, появившихся под действием процесса хим растворения. Ученые Оно и Сато, основываясь на результатах исследования процесса анодирования в ванне Эматал, выдвинули предположение, что все эти недостатки возникают как итог явлений разлома, сопровождающихся люминесцентным свечением, и содействуют разветвлению пор.

Другие исследователи  так же подразумевали, что два наружных слоя могут являться анион-содержащей областью пленки, и установили, что скорость растворения этих слоев увеличивается  совместно с уровнем рН; они так же подразумевали, что ускорение растворения связано с более высочайшим содержанием анионов в пленке данного типа.

1-ое конкретное указание на вероятные варианты стен ячейки, и «граничных полос ячейки», было представлено в работе ученого Томпсона и его коллег в Институте науки и техники Манчестерского института . Они производили обработку утонченных анодных пленок ионными лучами и потом изучили их под электрическим микроскопом. Они так же установили, что при для относительно толстых пленок, сформированных в фосфорной и щавелевой кислоте в процессе исследования наблюдалось развитие относительных электрических прозрачных полос. Они были свободно видимы в местах соединения ячеек  и при всем этом отделялись от открытых пор материалом пленки, имеющим другую текстуру. Для пленок, образованных в хромовой и серной кислотах наличия схожих полос выявлено не был, но уже в более поздних работах учеными были продемонстрированы граничные полосы ячейки с сернокислыми пленками высочайшего напряжения.

Точечный хим анализ пленок, подвергшихся утончению методом ионно-лучевого воздействия подтвердил, что для пленок, образованных в фосфорной кислоте, область граничной полосы  состоит из относительно незапятанной окиси алюминия, с прилегающей пленкой другой текстуры, содержащей существенное количество фосфора.  Подобные же результаты, которые снова таки указывают на наличие граничных полос ячейки из относительно незапятанной окиси алюминия, были получены для пленок, образованных в щавелевой и серной кислотах. У пленок, сделанных на базе хромовой кислоты, стена ячейки на 1-ый взор так же состояла только из окиси алюминия, но Томпсон и коллеги  выдвинули предположение, что в материале ячейки, прилегающем к порам, может находиться узенькая область, содержащая хром. Размер СВВ миниатюризируется в последующем порядке:

хромовая кислота>фосфорная кислота>щавелевая кислота>серная кислота

Размер содержащих анионы областей был конкретно определен и доказан при помощи рентгеноспектрального анализа на базе способа энергетической дисперсии (EDX) на пленках, образованных в смесях фосфатов, боратов и вольфраматов. В следующих работах, проводившихся с внедрением широкого спектра неорганических электролитов, так же применялись способы спектроскопии оборотного рассеяния Рутфорда (RBS) и рентгеновская спектроскопия поглощения.

Коке и его коллеги  использовали спектроскопию оборотного рассеяния Рутфорда (RBS) с альфа и аргоновыми ионными лучами для наблюдения за включениями WO42-, MoO42-, MnO42-, но не CrO42- в анодных пленках барьерного типа с внедрением смешанных электролитов, содержащих борат и соль натрия интересующего аниона. Эти опыты выявили определенную периодичность спектров оксида алюминия так, что минимумы для алюминия, включая так же и вариант с  внедрением хромат-содержащих электролитов, соответствуют максимумам для анионов. Данный парадокс до сего времени не получил полного разъяснения и не подвергался исследованиям другими учеными.

В текущее время существует мировоззрение, что перенос анионов из электролита в растущую анодную пленку происходит методом поглощения на поверхности пленки в процессе формирования двойного ионного слоя.  В итоге проведенных исследовательских работ было установлено, что поглощение не находится в зависимости от поля анодирования, потому что обогащение поверхности атомами вольфрама, которые возникают в итоге анодирования в электролите на базе вольфрама, будет таким же как и при обычный иммерсии. В процессе выкармливания пленки при неизменной плотности тока, поступающие из электролита частички врубаются в пленку с неизменной скоростью и однородно заполняют слой пленочного материала на границе взаимодействия пленка/электролит.  В ходе исследовательских работ было наглядно показано, что в процессе роста пленки частички электролита могут оставаться недвижными либо мигрировать вовнутрь либо наружу с различной скоростью. Для того чтоб показать это использовались недвижные маркеры, к примеру, ионо-имплантированный ксенон . Не считая того, проводились работы, в каких судьба мобильных изоиндикаторов так же отслеживалась в пленках барьерного типа, подвергаемых повторному анодированию после отделения от их уникальных дюралевых подложек, после этого на поверхность пленки высаживались новые субстраты, которые вначале находились в контакте с электролитами. Другие исследователи так же производили конкретные исследования при помощи электрической микроскопии переноса.  Внешняя миграция частиц электролита получается благодаря ионам из частиц кислорода, к примеру, WO3 либо W6+. Наличие недвижных частиц можно разъяснить присутствием в составе оксида либо соли без формирования заряженного объекта. В тех случаях, когда формирование пленок барьерного типа происходит при 100% кпд, относительный транспорт ионов Al3+ и O2-/OH- приводит к тому, что формирование порядка 40% от толщины пленки происходит на границе раздела пленка/электролит. Таким макаром, частички электролита попадают во наружные 40%, >40% и <40% от толщины пленки в зависимости от  того являются ли они недвижными, мигрируют вовнутрь либо наружу соответственно. При всем этом становится естественным, что мобильные частички в электролите участвуют в комбинированном механизме переноса, в  котором так же учавствуют ионы Al3+ и O2-/OH-.

Ученые Вуд и его коллеги  недавно подтвердили эти данные и представили модель для включения частиц электролита в барьерные пленки, сформированные гальваностатическим способом в аква электролитах. Согласно модели, представленной Вудом пропорциональное соотношение частиц электролита к атомам алюминия,NxNAl для всей пленки в целом не находится в зависимости от фарадического кпд роста пленки, в тех случаях, когда частички оказываются подверженными передвижения вовнутрь, но проявляет зависимость от кпд в тех случаях, когда частички не подвержены передвижения либо производят движение вовне. Значения для данного соотношения составляют порядка 10-2 зависимо от направления движения и заряда частиц. Во всех случаях толика толщины пленки, занятая частичками электролита возрастает по мере роста фарадического кпд. Таким макаром, можно сказать, что местное соотношение частиц электролита к атомам алюминия в грязном слое имеет тенденцию к повышению при более низком фарадическом кпд, хотя на него могут так же оказывать влияние и другие причины.

Для сопоставления с моделью использовались экспериментальные данные. Спектроскопия оборотного рассеяния Рутфорда (RBS) предоставила данные анализа, на основании которых удалось установить состав средней пленки и, соответственно, значения Nx/NAl. Реальные значения концентрации частиц электролита в пленках обычно составляли порядка 70% от за ранее установленных значений. Включение магния и ванадия в оксидную пленку оказалось не настолько действенным. Выше предсказанных значений оказалось только содержание сурьмы и серы. Другие количественные характеристики для данной модели были доказаны.

Как уже описывалось ранее, кпд тока является главным параметром при определении того, получится ли в итоге анодирования пористая пленка либо же пленка барьерного типа. Соответственно, описанная модель имеет отношение к пористому анодированию. Нужно отметить, что в процессе пористого анодирования формирование пленки на границе пленка/электролит не представляется вероятным. Таким макаром,  в пленке может быть аккумулирование только тех частиц электролита, которые проявляют внутреннюю мобильность.

Оно и Мазуко  провели исследования воздействия напряжения анодирования с веществом фосфорной кислоты на толщину анион-содержащего и анион-несодержащего слоев, а так же на количество присутствующего в их фосфата. При напряжении наименее 20 В нереально выявить двойную структуру пленки, а при превышении этого напряжения  толика стены ячейки, содержащая анионы, может возрастать по мере роста напряжения. Таким же образом совместно с напряжением возрастает и концентрация фосфата в областях содержащих анионы, исключение составляют только пленки 2В с высочайшим содержанием фосфата.