Введение к работе
Актуальность темы. Закономерности анодного растворения алюминия в водных растворах электролитов осложнен?! наличием на его поверхности оксидно-гидроксидной пленки, дсобенно в присутствий анионов-активаторов'. Некоторые закономерности анодного растворе-н :л алшиния считаются аномальными. К ним относятся анодная не-поляризуемость алюминиевого электрода в галогенидсодержашх средах при достижении определенного значения потешшала (потенциала активации]; увеличение скорости саморастворения алюминия в этих условиях (отрицательный дифереш-эффект - ОДЭ); выделение водорода на-алюминиевом аноде при потенциалах положительное потенциала водородного электрода. Па все эти яачения отсутствует единая точка зрения. Поэтому исследование закономерностей анодного растворения и саморастворения алюминия'в условіих анионной активащш имеет определенное теоретическое значение. Практичот стай интерес данной работа обусловливается широким применением процессов анодного травления алюминия в радиотехнической, электронной отраслях промышленности и особенно возможностью использования алюминия в качестве анода химических источников тока. Изучение закономерностей анодного раствороігая алюминия может оказаться полезным при прогнозировании коррозионной стойкости алташиевнх конструкций в химической промышленности.
Работа выполнена в соответствии с разделом 2.7.21 координационного плана работ АН СССР по коррозии и защите металлов "Исследование механизма растворения и пассивации кристаллических и стеклообразных (аморфних^ твердых растворов с-учетом взаимного влияния электрохимических реакиий и процессов химической и фазовой перестройки их поверхности" (1986-1990 гг.) .
Целью настоящей работы является изучение механизма анодно-анионноі! активации и ОДЭ на атог.гаїгаи в галогенидсодержа'них растворах электролитов. В связи с я титл в. работе поставлены следую- . дне основные задачи:
изучить кинетику и механизм анодного растворения алгоми-яия в условиях ого активация в растворах электролитов, содержа-цих'Іторіп-, хлорид-, бромид-, иодид-ионы;.
определить закономерности саморастворения аноднопо.чяризо-
ванного алюминия ,в присутствии анионов-активаторов;
- разработать метод вращающегося конического ?... лет рода с
КОЛЬЦОМ Д.7Я НОПрПриВНОІ! реПЮТраЧИП СІІОрОСТИ СаморчСГБОрОШШ
алюминиевого анода;
- развить некоторые представления о механизма ОДЭ на алю
минии в связи с процессом анодпо-аниошгой активации.
Даучнан новизна.'Получен массив экспериментальных результатов о влиянии природи, концентрации активирующих анионов па кинетику анодного растворения и саморастворения алюминия в водних растворах, а также на кинетику сопряженного катодного процесса при анодно-анионной активации. Показано, что величина потенциала активации определяется природой и концентрацией галогенид-ионов' и не зависит от содержания Н* ; 50ч ; J\l3t в растворе, толщины исходной оксидно-гидроксидной пленки, характера разрушения электрода. ОДЭ на алюминии наблюдается только при активации. Установлено .каталитическое действие ионов Jit3' на скорость саморастворения активированного алюминия.
Описаны нестационарнне явления при установлении активированного состояния алюминия и восстановлении исходных свойств электрода после снятия анодной поляризации. Изучение кинетики парциальных анодных и катодных реакций на активированном алюминии показало, что при анодной поляризации он ведет себя как пе-поляризуемый электрод, поляризуемость же в катодном направлении достаточно велика. Установлено, что изменение свойств поверхности электрода под действием анодного тока приводит к смещению потенциала, в отрицательном напрааченин после ого отключения. При этом с .увеличением тока предварительной анодной поляризации смещение в отрицательном направлении возрастает. Данное явление интерпретировано на осново результатов, свидетельствующих об изменении кинетики парциальных реакций при активации электрода.
С помощью специально разработанного метода вращающегося конического электрода с кольцом показано, что на начальной стадии установления активированного состояния скорость саморастворешш алюминия максимальна, что связано с разрушением поверхностной окоидно-гидроксицной.пленки. Развита модельные представления о природе анионной активашгл и отрицательного диВДеренц-э'Ь^екта на іліииіпіи, с е'Т';і'у. позиций позволпклше интерпретировать вон
совокупность полученшгх эксперпуенгальпнх результатов.
Лвактяческал ценность. Покапан масштаб изменений скорое саморастворения алюминия вследствие анодио-шшошгоіі активации ^зультатч могут быть использованы для оптимнзашш процесса р-; влепил алюминиевой (Т'ольгч п производство конденсаторов; при разработке многослойных систем металлизации иптегральннх схем, конструировании химических источников тока и при создании алюминиевых протекторов.
Метод врачдоцегоея конического одектрода с кольцом нояет наііти применение при исследовании электрохимических процессов на металлах, соировоздагеш.оя гззопмделением.
Положения, выносимые па защиту:
зкеперпментэльнпо данпне о влиянии природы, конпечтраппп актпвпруглпх анионов на кинетику анодного растворения и саморастворения алюминия, а также на кинетику сопряженного катодного процесса при аподно-апионной активации металла;
могод вращающегося конического электрода с кольцом для исследования кинетики выделения водорода на анодно'полнризованном алюминии и иолученпыо с помотап зтого метода-новые о?:спор"мон-тальнне данные о скорости саморастворения металла на начальних стадиях (секунды) анодноіі поляризации;
теоретическая модель растворения алюминия в активированном состоянии, вкл'-пчаюнач представление о стадийном процессе растворения алюминия при анодно-анионнои активашій с образованием в качестве промежуточнаі частг.цп адсорбированного комплекса с переносом заряда, а такте о химическом окислении отого комплекса как причине отрицательного диЭДеренпгэа"ч>.зкта. При исследовании особенностей анодного поведения алюминия в активированном состоянии учитывается ядеорОппонно-каталнтпчсекне свойства окисленного электрода.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ.
Апробация саботы. Основные результати диссертационной работа докладывались на У областной научно-технической конференции по плектгохшни (Тамбов - 1980}; областной научно-технической конференции "Теория и практика загаїтн металлов от коррозии" (Липецк - 1п'д"); I Всесоюзной конференции "Электрохимическая анодная обработка металлов" (Иваново - 19"в}; отраслевой конференции
молодых учаннх и специалистов "Состояние и исследования в области высокоточной биполярной технологии СГИС и ССИС" (Hopcmait -1988}; областной межотраслевой научно-технической конференции "Прогрессивнее метод» диагностики процессов, материалов, елок- ' тролитов и чистоты окружавшей среди" (Куіібігчзп - ГР89); У1 Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов но физической химии (Москва - 1990); Всесоюзной научно-практичесг.оі! конференции "Теория и практика электрохимических процессов и экологические аспект» их использования" (Еарнаул - 1990); республиканской' научно-технической конференции "Теория и практика анодного окисления алюминия" (Казань - 1990); ХП Пермской конференции "Коррозия и защита металлов" (Пермь - 1990); ежегодных научных сессиях Воронежского госунивэрситета (I986-I990J.
Структура диссертации Диссертация состоит из введения, шести глав,_основных выводов и списка цитированной литературы. Диссертация изложена на 184 отр. машинописного текста, еодерудт 64 рисунка. Библиография включает 201 наименование.
