Физико-химические закономерности формирования поверхностных оксидных слоев на сплавах алюминия и титана
Диссертация
Разработаны технологические процессы анодирования, микродугового оксидирования и химического полирования алюминиевых (АМц, Д16) и титановых (ВТ6, ВТ9, ВТ 16) сплавов для производств авиаи приборостроения, обеспечивающие придание поверхности деталей комплекса функциональных свойств (повышение износостойкости, коррозонной стойкости, электроизоляционных свойств, сглаживание микронеровностей… Читать ещё >
Содержание
- 1. Литературный обзор
- 1. 1. Механизм образования поверхностных оксидных слоев на сплавах алюминия и титана
- 1. 1. 1. Граница раздела металл-электролит
- 1. 1. 2. Теории формирования и роста поверхностных оксидных слоев на сплавах при анодировании
- 1. 1. 3. Особенности роста поверхностных оксидных слоев на металлах и сплавах при микродуговом оксидировании
- 1. 2. Способы формирования поверхностных оксидных слоев на сплавах алюминия и титана
- 1. 3. Существующие методы утилизации отработанных электролитов анодирования и полирования
- 1. 1. Механизм образования поверхностных оксидных слоев на сплавах алюминия и титана
- 2. Методика эксперимента
- 2. 1. Методики исследования анализа состояния границы раздела: фаз электролит — воздух, электролит-сплав в исходном и аноднополяризованном состоянии
- 2. 2. Методы исследования физико-химических свойств поверхностных оксидных слоев
- 2. 3. Условия проведения процессов микродугового оксидирования, анодирования и полирования сплавов
- 2. 4. Методы исследования электроизоляционных и износостойких свойств поверхностных оксидных слоев
- 2. 5. Математическое планирование эксперимента при оптимизации составов растворов и режимов процессов
- 3. Экспериментальные данные и их обсуждение
- 3. 1. Поверхностные явления на границах раздела фаз электролит-воздух, электролит-сплав в исходном состоянии
- 3. 2. Установление фазового состава и физико-химических свойств поверхностных оксидных слоев, формируемых при анодной и химической обработке
- 3. 3. Влияние природы легирующих компонентов сплавов и технологических факторов процессов обработки на свойства поверхностных оксидных слоев
- 4. Технологии анодирования, микродугового оксидирования и полирования сплавов алюминия и титана
- Выводы
Список литературы
- Н.Ибрис. // Электрохимия. 2003. Т. 39. № 4. С. 476−479.
- Анодные оксидные пленки. Одынец JI. JL, Орлов В. М. JL: Наука, 1990.
- Электрохимия вентильных металлов. Байрачный Б. И., Андрющенко Ф. К.-X.: Вища шк. Изд-во при Харьк. ун-те, 1985. 144 с.
- Оксидирование алюминия и его сплавов. Шрейдер А. В. М.: Гос.науч.-техн. изд-во лит-ры по черной и цветной мет., 1960. — 287с.
- Анодные оксидные покрытия на легких сплавах. Францевич И. Н., Лавренкин В. А., Пилянкевич А. Н. и др.- Киев: «Наукова думка», 1977. 267с.
- Тарасенко Ю.П., Романов И. Г., Чмыхов А. А. и др.// Физика и химия обраб. материалов. 1998. № 4. С. 49.
- Копылов А.А., Палеева С. Я., Стяжкин В. А. и др.// Защита металлов. 1999. Т.35 № 2. С.219
- Федорова Е.А., Кузнецова Т. А., Флеров В. Н. // Журн. прикл. химии. 1998. Т.71. № 8. С. 1311.
- Федорова Е.А., Сучков А. И., Царева И. Н. и др. // Физика и химия обработки материалов. 2000. № 1. С. 63.
- Получение покрытий анодно-искровым электролизом. Черненко В. И., Снежко JI.A., Папанова И.И.- Л.: Химия, 1991.-196с.
- Козлов Н.Г., Дикусар Е. А., Поткин В. И. // Журн. прикл. химии. 2003. Т. 76. Вып. 1.С. 107−110.
- Яковлева Н. М., Яковлев А. Н., Денисов А. И. // Исследовано в России. 2003. С. 673−680.
- Васильева М.С., Руднев B.C., Тырина Л. М. и др. // Журн. прикл. химии. 2002. Т. 75. Вып. 4. С. 583−586.
- Антропов Л. И. Теоретическая электрохимия. М.: Высш. шк., 1975. — 457с.
- Кабанов Б. Н. Электрохимия металлов и адсорбция. -М.: Наука, 1966.-343 с.
- Колотыркин Я. М. О стационарных потенциалах саморастворяющихся металлов в кислых растворах. Журн. физ. химии, 1951, т. 25, вып. 10, с. 1248 -1257.
- Юнг JI. Анодные оксидные пленки. JL: Энергия, 1967. — 232 с.
- Дель’Ока С. Дж., Пулфри Д. Л., Янг Л. Анодные оксидные пленки. В кн.: Физика тонких пленок.- М., 1973, т. 6, с. 7−96.
- Vermilyea D. A. On mechanism of electrolytic rectification.- J. Appl Phys., 1963. 110, No. 4, p. 250−263.
- Закгейм Л. H. Электролитические конденсаторы. М.: Госэнергоиздат, 1963.-283 с.
- Мотт Н., Девис Э. Электронные процессы в некристаллических веществах. -М.: Мир, 1974.414 с.
- Жаке П. Электролитическое и химическое полирование. М., Металлургиздат, 1959. — 139 с.
- Шаталов А. Я. Кинетика анодного оксидирования вентильных металлов.-Изв. северокавк. науч. центра. Техн. науки, 1974, № 2, с. 38−44.
- Гюнтершульце А., Бетц Г. Электролитические конденсаторы.- М.: Оборонгиз, 1938.-200 с.
- Богоявленский А. Ф. О механизмах образования анодной оксидной пленки на алюминии. В кн.: Анодная защита металлов. М., 1964, с. 22−35.
- Богоявленский А. Ф. О механизмах образования анодно- оксисных покрытий на алюминии. Журн. прикл. химии, 1972, т. 45, вып. 3, с. 682−685.
- Изменение величины рН в приэлектродном слое при оксидировании ниобия и алюминия / Б. И. Байрачный, Ф. К. Андрющенко, Л. В. Ляшок и др. Журн. прикл. химии, 1979, т. 52, вып. 4, с. 870−878.
- Иконописов С. М., Андреева Л. В. Кинетика вольтстатического анодирования. Электрохимия, 1971, т. 7., вып. 11, с. 1698 — 1701.
- Дамаскин Б. Б., Петрий О. А. Введение в электрохимическую кинетику. -М.: Высш. шк., 1975.-416 с.
- Нечаев Е. А. Адсорбция ионов на окислах. Журн. физ. химии, 1974, т. 48, вып. 9, с. 2309−2314.
- Лучинский Г. П. Химия титана. -М.: Химия, 1971.-471 с.
- Угай Я. А., Василевская М. А. Закономерности спада тока при анодном оксидировании металлов в вольтстатическом режиме. Воронеж, 1977. — 15 с.— Рукопись деп. В ВИНИТИ, № 658−77 Деп.
- Васько А.П., Ковач С. К. Полиповерхностный механизм окисления тугоплаких металлов в водных растворах: Тез. докл. К.: Наук, думка, 1980.-27с.
- О.Н.Дунькин, А. П. Ефремов, Б. Л. Крит, В. Б. Людин, С. В. Семенов, И. В. Суминов, А. В. Эпельфельд. Физика и химия обработки материалов. 2000. № 2. с. 49−53.
- Белов В.Т. Развитие взглядов на состав и строение анодного оксида алюминия / В. Т. Белов // ЖПХ, 1974. Т.67, вып. 11. с. 2420−2423.
- Практика микродугового оксидирования изделий из титановых и алюминиевых сплавов. // Вопр. материаловед. 1998, № 1. — С. 40−42,82.
- Саакиян Л.С., Ефремов А. П., Эпельфельд А. В. Физико-химическая механика материалов. 1986.Т.22,№ 6.с.92−94.
- Модестов А. Д., Давыдов А. Д. // Электрохимия. 2000. Т. 36. № 10. С. 12 841 292.
- Микродуговое оксидирование. Определение физических и «эксплуатационных свойств. М.: Москва. МАИ, 2005.
- Суминов И.В. Микродуговоке оксидированеи. Теория, технология, оборудование. / И. В. Суминов, А. В. Эпельфельд, В. Б. Людин, Б. Л. Крит, A.M. Борисов. М.: ЭКОМЕТ, 2005.368 с.
- Саакиян Л.С., Ефремов А. П., Эпельфельд А. В., Харитонов Б. В., Людин В. Б. Влияние режимов микродугового оксидирования на защитные свойства формируемых покрытий // «3ащита-93». Москва, 1992. т.1, ч.2, с. 225.
- Черненко В.И. Получение покрытий анодно-искровым электролизом / В. И. Черненко., А. А. Снежко, И.И. Поталова//Л.: Химия, 1991. 142 с.
- Эпельфельд А.В., Людин В. Б., Дунькин О. В., Невская О. С. Известия АН. Серия Физическая.-2000. Т.64. № 4. с. 759−762.
- Гюнтершульце А. Электролитические конденсаторы. / А. Гюнтершульце, Г. Бетц. М.: Оборонгиз, 1938. 200с.
- Эпельфельд А.В. Микродуговое оксидирование // Ресурсо-энергосберегающие и наукоемкие технологии в машино- и приборостроении. Нальчик, 1991. С. 47−48.
- Саакиян Л.С., Ефремов А. П., Эпельфельд А. В., Корытный Е. Ф., Попов В. А. Физико-химическая механика материалов. 1987. Т.23, № 6. с. 88−90.
- Николаев А.В., Марков Г. А., Песщевицкий Б. И. Новое явление в электролизе // Изв. СО АН СССР, Сер. хим. наук. 1977. Вып. 5, № 12. С. 32−33.
- Марков Г. А. Электрохимическое окисление алюминия при катодной поляризации / Г. А. Марков, О. П. Терлеева, Е. Л. Шуленко. // Изв. СО АН СССР, Сер. хим. наук-М.: 1983. Т. 7. с. 31−34.
- Марков Г. А. Белеванцев В.И., Слонова А. И., Терлеева О. П. Электрохимия. 1989. Т.25, Вып. 11. с. 1473- 1479.
- Жуков М.Ф., Дандарон Г. М., Замбалаев Б. И., Федотов В. А. Исследование иоверхностных разрядов в электролите // Изв. СО АН СССР, Сер. тех. наук. 1984. Вып. 1. № 4. с. 100−104.
- Залялетдинов И.К., Пазухин Ю. Б., Эпельфельд А. В. Модификация поверхности потоками ионов в электролитной плазме // «Поверхностный слой, точность, эксплуатационные свойства и надежность деталей машин и приборов». М., 1989. с. 82−85.
- Богоявленский А.Ф. Труды Казанского авиационного ин-та. 1972, вып. 148. с. 7−9.
- Угай Я.А. Введение в химию полупроводников / Я. А. Угай. М.: Высшая школа 1975.251 с.
- Борбат В.Ф. Вестник Омского университета, 1997. с. 37−39.
- Камкин A.M. Защита металлов, 1999. Т.35. с. 157−161.
- Гуревич Ю.Я. Фотоэлектрохимия полупроводников./ Ю. Я. Гуревич.- М. Наука, 1983. с. 311.
- Модестов А.Д. Электрохимия, 2000. Т.36. с. 1284−2000.
- Паносян Ж.Р. РЖ Электрохимия, 1988. Т.24, с. 142.
- Федорова Е.А. Состояние поверхностных анодных оксидных пленок на алюминиевых и титановых сплавах.
- В.Ф. Сурганов. // Электрохимия. 1996. Т. 32. № 5. С. 616−620.
- Гордиенко П.С., Гнеденков С. В., Хрисанфова О. А. // Электронная обработка материалов. 1990. № 5. с. 32−35.
- Долговесова И.П., Баковед В. В., Никифорова Г. Л. и др. // Защита металлов. 1987. № 4. С. 699−702.
- Федорова Е.А., Лысова Е.К.Влияние органических соединений на электроизоляционные свойства анодных оксидных пленок на титановых сплавах ВТ9 и ВТ16 // Известия вузов. Сер. Химия и хим. технология. 2006. Т. 49. № 4. С.111−112.
- Томашов Н.Д. Толстослойное анодирование алюминия и его сплавов./ Н. Д. Томашов, М. Н. Тюкина, Ф. П. Заливалов. М.: Машиностроение, 1968. 156с.
- Богоявленский А.Ф. О механизме образования анодной окисной пленки на алюминии / А. Ф. Богоявленский // Сб. Анодная защита металлов. М.: Машиностроение, 1968. 156 с.
- Баковец В.В. Плазменно-электролитическая андная обработка металлов / В. В. Баковец, О. В. Поляков, И. П. Долговесова / Новосибирск: Наука, Сибирское отд. РАН, 1991.168 с.
- Мамаев А.И., Чеканова Ю. Ю., Рамазанова Ж. М. Параметры импульсных микроплазменных процессов на алюминии и его сплавах // Защита металлов. 2000. Т.36, № 6, с. 659−662.
- Лысова Е.К., Федорова Е. А. Модификация электролитов оксидирования алюминиевых сплавов // Современная электротехнология в промышленности России: Сб. трудов Всерос. научно-практ. конф. 12−15 октября 2004 / ТулГу. Тула, 2004, — С. 64−68.
- Ерохин А.Л., Лейланд А., Мзттьюз А., и др. // 7 Междунар. Фрумкинский симпозиум «Фундаментальная электрохимия и электрохимическая технология», Москва, 23−28 окт., 2000: Тез. докл. Ч. 2. М.: Изд-во Ин-та электрохимии РАН. 2000, с. 496.
- Ibris N., Rosea J. С. М. // J. Electrochemic. Soc. 2002. V. 526. P. 53.
- Gnedenkov S. V., Gordienko P. S., Sinebrukhov S. L. // Corrosion. 2000. № 1(56). P. 24.
- Кудина E. Ф., Тюрина С. И., Кушнеров Д. Н. // Материалы, технологии, инструменты. 2002. Т. 7. № 3. С. 73−77.
- Лысова Е.К., Федорова Е. А., Понявин М. В. // Выбор материала оснований для формирования гибридных интегральных микросхем и технологий их обработки. // Физика и химия обработки материалов. 2006. № 3 с.
- Лысова Е.К., Казимирова О. В., Федорова Е. А. Формирование гибридных -штегральных микросхем на анодированных алюминиевых основаниях. // Физика и химия обработки материалов. 2006. № 4 с.
- Пат. 2 023 767 Россия, МКИ5 С25 F3/16. Раствор для электрохимического полирования металлов / Г. Д. Шабанов, А. Г. Тюменцев (Россия).- Заявл. 25.06.90, № 483 551/26- Опубл. 13.10.94.
- Вашкевич Е.В., Юрашевич Н. Я., Козлов Н. Г. и др. // Журн. прикл. химии. 2001. Т. 74. Вып. И. С. 1833−1839.
- Камкин А.Н., Буханько Н. Г., Глухов Л. М. // Электрохимия. 2002. Т. 38. № 10. С. 1223−1228.
- Фармакология адамантанов. Морозов И. С., Петров В. И., Сергеева С. А. // Волгоград: Изд-во Волгоград, мед. акад., 2001. 320с.
- Микродуговое оксидирование титана и его сплавов. Гордиенко П. С., Гнеденков С. В. Владивосток: Дальнаука, 1997. 170с.
- Руднев B.C., Яровая Т. П., Богута Д. Л. и др. // Электрохимия. 2000. Т. 36. № 12. С. 1457−1462.
- Атрощенко B.C., Розен А. Е., Голованова Н. В. и др. // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1999. С. 36−39.
- Ibris N., RoseaМ. //J. Electroanal. Chem. 2002. V. 526. P. 53.
- Blackwood D. J. // Electrochim. Acta. 2000. V. 46. P. 563.
- Yu S. Y., Scully J. R., Vitus С. M. //J. Electrochemic. Soc. 2001. V. 146. P. 68.
- Будницкая Ю.Ю., Мамаев А. И., Мамаева B.A. и др. // Перспективные материалы. 2002. № 3. С. 48−55.
- Электрохимическое формирование покрытий на алюминии и его сплавах при потенциалах искрения и пробоя. Гордиенко П. С., Руднев B.C. Владивосток: Дальненаука. 1999. 233с.
- Чеканова Ю.Ю., Рамазанова Ж. М. Мамаев А.И. // Тезисы докл. конф. «Физическая мезомеханика материалов». Томск. 1998. с.71−72.
- Севастьянов В.И. // Перспективные материалы. 1997. № 4. с. 56−60.
- Чернышев В.В., Гриднев А. Е., Кораблин Л. Н. // Проблемы химии и химической технологии: Материалы докл. 9 Регион, научно-техн. конф., хамбов, 23−25 мая, 2001. / Тамбов: Изд-во ТамбГУ. 2001, с 115−117.
- Химия титана. Лучинский Г. П. М.: Химия. 1971. 472с.
- Колеватов В.В. // Тез. докл. Междунар. Научно-техн. конф. «Состояние и перспективы развития электротехнологии». (10 Бенардосовские чтения), Иваново, 6−8 июня, 2001. Т. 1. / Иваново: Изд-во ИГЭУ. 2001, с. 9.
- Гнеденков С.В., Синебрюхов С. Л., Гордиенко П. С. // Вестн. ДВО РАН. 2002, № 3, с. 21−39.
- Грилихес С.Я. Электрохимическое и химическое полирование: Теория и практика. Влияние на свойства металлов.-Л.: Машиностроение, 1987. 208 с.
- Сумм Б.Д., Горюнов Ю. В. Физико-химические основы смачивания и растекания.- М.:Химия, 1976.- 232с.
- Диссертация Федоровой Е.А.
- Дамаскин Б.Б., Петрий О. А. Электрохимия.- М.: ВШ.- 1987.- С. 248−250.
- Лазарев В.Ф., Суханова М. С., Левин А. И. К вопросу о механизме анодного растворения алюминия // Электрохимия.- 1975.- т.11, № 5.- С. 840.
- Гонтмахер К.М., Григорьев В. П. и др. Электрохимическое поведение алюминия и сплава Al-Mg-Hg-Zn в водных и метанол ьных растворах LiCl // Электрохимия.- 1984.- т.20, № 20.- С. 265−268.
- Коттон Ф., Уилкинсон Д. Современная неорганическая химия.-М.: Мир.-1969, т.П.- С. 209.
- Красиков И.В. Керамические материалы для подложек ГИС // Электронная обработка материалов. 1987, № 6. С. 67−75.
- Лысова Е.К., Федорова Е. А. Модификация электролитов анодирования алюминиевых и титановых сплавов. // Тезисы доклада, 5-ый Международный научно-практический семинар, Иваново. 2005 год
- Лекарственные средства. Машковский М. Д. М.: Новая волна, 2001. Т. 1. 540с. Т.2. 608с.
- Севидова В. К., Степанова И. И. // Электронная обработка материалов. 2002. № 5. С. 14−17.
- Иванов Г. К., Кошкина Н. А. Пат. 2 188 875 Россия, МПК 7 С 23 С 8/02. едер. гос. унитар. предприятие «Звездочка». № 99 112 254/02- Заявл. 04.06.99.публ. 10.09.2002. Рус.
- Бобринецкий И. И., Неволин В. К., Рощин В. М. и др. // Микросистемные технологии. 2001. № 11. С. 42−45.
- Малкин В.П. Обезвреживание промышленных сточных вод термическим методом / Экология и промышленность России. 2003.
- Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство. М.: Производственно-издательское предприятие «Глобус», 1998.