Рост и свойства анодных оксидных пленок на сплавах системы титан-алюминий
Диссертация
Потенциал нарушения пассивности сплавов титан-алюминий анионами хлора и брома имеет различные значения на разных микроучастках одного образца из-за неоднородности свойств как воздушных, так и анодных оксидных пленок. Показано как потенциал активации сплавов зависит от природы активирующих анионов, состава сплава и предварительного оксидирования образцов. В исследуемых сплавах титан является… Читать ещё >
Список литературы
- Dimiduk D.M., Miracle D.B., Kim Y-W., Mendiratta M.G. Resent Progress on1. termetallic Alloys for Advanced Aerospace Systems.// ISIJ International, 1991, v.31, pp.1223−1234.
- Ушков С.С., Иголкин А. И. Новые области применения титана и задачи материаловедения на современном этапе. // Вопросы материаловедения, 1995, № 1,с.61−73.
- Поварова К.Б., Марчукова И. Д., Браславская Г. С. К вопросу о формировании оксидных пленок на поверхности y-TiAl на воздухе и при воздействии кислот.// Металлы, 1994, № 5, с. 148−153.
- Кеше Г. Коррозия металлов.- М.: Металлургия, 1984, 400с.
- Юнг JI. Анодные оксидные пленки.- JL: Энергия, 1967, 231с.
- Nageshwara R., Anjaneyulu Ch., Sastry K.S. Growth Kinetics of Titanium Anodization in 40% Sulphuric Acid Temperature Effect. // J. Electrochem. Soc. India, 1988, N 10, pp.49−51.
- Рускол Ю.С. Титановые конструкционные сплавы в химических производствах. М.: Химия, 1989, 445с.
- Одынец JI. JL, Муждаба В. М., Ханина Е. Я., Чекмасова С. С. Анодные оксидные пленки. Межвузовский сборник.- Петрозаводск, 1978, 204с.
- Мирзоев Р.А., Давыдов А. Д. Диэлектрические анодные пленки на металлах. Итоги науки и техники. Серия «Коррозия и защита от коррозии», -М.: ВИНИТИ, 1990, т. 16, с.89−137.
- Piazza S., Biundo G.Lo., Romano M.S., Sunseri C., Quarto F.D. In situ Caracterization of Passive Films on Ti-Al Alloys by Fotocurrent and Impedance Spectroscopy.// Extended Abstracts of 46 Annual Meeting, Xiamen, China, 1995, v. 2,1−7-24.
- Эллиот Р.П. Структуры двойных сплавов. М.: Металлургия, 1970, т.1, с.82−84.
- Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов. М.: Металлургия. 1973.- 760с.
- Massalski Т. Binary Alloys Phase Diagrams. American Society for Metals. Metals Park. Ohio. 1988., v. 1,2.
- Цвиккер У. Титан и его сплавы. Под. Ред. Елютина О. П. и Рогельберга И. Л. М.: Металлургия, 1979, — 510с.
- Лучинский Г. П. Химия конструкционных материалов. М.: Высшая школа, 1985, -287с.
- Томашов Н.Д., Альтовский P.M. Коррозия и защита титана. М.: Машиностроение, 1963, -357с.
- Allen J. Bard, Dekker М. Encyclopedia of Electrochemistry of the Elements. Department of Chemistry University of Texas., 1987, Austin, Texas.
- Marcel Pourbaix. Atlas D’Equilibres electrochimiques. // Par. M. Pourbaix en collab. Avec N. De Zoubov, J. van Muyl-der, M. Moussard et al.- Paris: Gauthier-Villars, 1963.-4, 644 c.
- A.Michaelis, J.L.Delplancke, J.W.Schultze. Ellipsometric determination of the density of Ti02 passive films on Ti single crystals: Combination of ellipsometry and coulonometry.// Mater. Science Forum. 1995, v. 185−188, pp.471−480.
- D.L.Blackwood, R. Greef, L.M.Peter. An Ellipsometric Study of the Growth and Open-Circuit Dissolution of the Anodic Oxide Film on Titanium.// Electrochim. Acta, 1989, v.34, pp.875−880.
- T.Ohtsuka, M. Masuda, N.Sato. Ellipsometric Study of the Anodic Oxide Films on Titanium in Hydrochloric Acid, Sulphuric Acid, and Phosphate Solution. // J.Electrochem.Soc., 1985, v.132, pp.787−792.
- D.Laser, M, Yaniv, S.Gottesfeld. Electrochemical and Optical Properties of Thin Oxide Layers Formed on Fresh Titanium Surfaces in Acid Solutions.// J.Electrochem.Soc., 1978, v.125, pp.358−365.
- C.K.Dyer, J.S.L.Leach. Breakdown and Efficiency of Anodic Oxide Growth on Titanium.// J.Electrochem.Soc., 1978, v.125, pp.1032−1038.
- C.K.Dyer, J.S.L.Leach. Reversible Optical Changes Within Anodic Oxide Films on Titanium and Niobium.// J.Electrochem. Soc., 1978, v. 125, pp.23−29.
- Красильникова И.А., Касаткин Э. В., Сафонов B.A., Иофа З. А. Анодные оксидные пленки на титане и кинетика их образования в растворах серной кислоты.// Электрохимия, 1985, т.21, с. 1268−1272.
- Красильникова И. А., Касаткин Э. В., Иофа З. А., Сафонов В. А. Эллипсометрическое исследование процесса образования анодной оксидной пленки на титане в 5 N КОН.// Электрохимия, 1981, т. 17, с.610−613.
- Дудин В.И., Колотыркин Я. М. Растворение титана в щелочных растворах.// Защита металлов, 1969, т. 5, с.388−396.
- J.P.H.Sukamto, W.H.Smyrl, C.S.McMillan, M.R.Kozlowski. Photoelectrochemical Measurements of Thin Oxide Films: Multiply Internal Reflection Effects.//J.Electrochem. Soc., 1992, v. 139, 1033−1043.
- U.Stimming. Review Article. Photoelectrochemical Studies of Passive Films.// Electrochim. Acta, 1986, v.31, 415−429.
- K.Leitner, J.W.Schultze, U.Stimming. Photoelectrochemical Investigations of Passive Films on Titanium Electrodes.// J.Electrochem. Soc., 1986, v.133, 15 611 568.
- M.Mikula, J. Blecha, M.Ceppan. Photoelectrochemical Properties of Anodic Ti02 Layers Prepared by. Various Current Densities. //J.Electrochem. Soc., 1992, v. 139, pp. 3470−3474.
- A.Felske, W.A.Bodawy, W.J.Plieth. The Electrochemical and Photoelectrochemical Behavior of Passivated Ti Nitric Acid Solutions. //J.Electrochem. Soc., 1990, v. 137, pp. 1804−1809.
- Скорчеллетти В.В. Теоретические основы коррозии металлов. JI.'Химия, 1973,217с.
- Томашов Н.Д. Теория коррозии и защиты металлов. М.: Изд-во АНСССР, 1959, 547с.
- Улиг Г. Г., Реви Р. У. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику. Л.:Химия, 1989, 349с.
- Голубев А.Н. Анодное окисление алюминиевых сплавов. М.: Изд-во АН СССР, 1961, 196с.
- Сурганов В.Ф., Позняк А. А., Мозалев A.M. Исследование особенностей анодного окисления пленок алюминия в оксалатном электролите при варьировании плотности анодного тока.// Журн. приклад, химии, 1991, № 10, с.2183−2186.
- Сурганов В.Ф., Горох Г. Г. Формирование ячеистой структуры анодного оксида при анодировании пленок алюминия в лимоннокислом электролите.// Электрохимия, 1994, т.30, с. 110−113.
- Сурганов В.Ф. Исследование роста анодного оксида на алюминии в щавелево-кислом электролите методом спектроскопии резерфордовского обратного рассеяния.// Электрохимия, 1994, т.30, с.374−377.
- Сурганов В.Ф. Исследование роста анодного оксида на алюминии в сернокислом электролите методом спектроскопии резерфордовского обратного рассеяния.// Электрохимия, 1996, т.32, с.616−620.
- Сурганов В.Ф. Оже-электронные профили распределения химических элементов в анодном оксиде алюминия, сформированном в лимоннокислом электролите.//Электрохимия, 1994, т.30, с.817−820.
- Hurlen Т., Haug А.Т. Corrosion and passive behaviour of aluminium in weakly alkaline solution.// Electrochim. Acta, 1984, v.29, pp. l 133−1138.
- Hurlen Т., Lian H, Odegard O.S. Corrosion and passive behaviour of aluminium in weakly acid solution.// Electrochim. Acta, 1984, v.29, pp.579−585.
- Белов В.Т., Зудов А. И., Зудова JI.A. Взаимосвязь концепций структурного аниона, критической плотности тока и отрицательного объемного заряда применительно к анодному оксиду алюминия. // Электрохимия, 1993, т.29, с.1184−1188.
- Gudic S., Radosevic J., Kliskic M. Impedance and transient study of aluminium barrier-type oxide films.// J. Appl. Electrochem., 1996, v.26, pp. 1027−1035.
- Dyer C.K., Alwitt R.S. Ellipsometric measurements of the barrier layer in composite aluminium oxide films.// Electrochim. Acta, 1978, v.23, pp.347−354.
- Егорова Г. А., Потапов Е. В., Раков A.B. Эллипсометрия тонких прозрачных пленок на алюминии.// Оптика и спектроскопия, 1976, т. 41, с.643−647.
- T.D.Burleigh. Photoelectrochemical Analysis of the Hydroxide Surface Films on Aluminium and its Alloys.// Materials Science Forum., 1995, v. 185−188, pp.447−456.
- Yi Li, H. Shimada, M. Sakairi, K. Shigyo, H. Takahashi, M.Seo. Formation and Briacdown of Anodic Oxide Films on Aluminium in Boric Acid/Borate Solutions.// J.Electrochem. Soc., 1997, v. 144, 866−876.
- Справочник. Диаграммы состояния систем тугоплавких оксидов. Вып.5, часть 1. Двойные системы. М:. Химия, 1985, с.264−265.
- C.Y.Chao, L.F.Lin and D.D.Macdonald. A Point Defect Model for Anodic Passive Films. // J.Electrochem. Soc. 1981, v. 128, pp.1187−1198.
- D.D.Macdonald, S.R.Biaggio, H.Song. Steady-State Passive Films.// J. Electrochem. Soc., 1992, v.139, pp.170−177.
- D.D.Macdonald, E. Sikora, J.Sikora. The kinetics of growth of the passive film on tungsten in acidic phosphate solutions.// Electrochim. Acta, 1998, v.43, pp.28 512 861.
- L.Zhang, D.D.Macdonald, E. Sikora, J.Sikora. On the Kinetics of Growth of Anodic Oxide Films.// J. Electrochem. Soc., 1998, v. 145, pp.898−905.
- D.D.Macdonald, M. Ben-Haim, J.Pallix. Segregation of Alloying Elements into Passive Films.// J. Electrochem. Soc., 1989, v. 136 pp.3269−3273.
- Зарцин И.Д., Самарцев B.M., Маршаков И. К. Кинетика выделения водорода и изменения анодного потенциала алюминия при активации хлорид-ионами // Защита металлов, 1994, т. ЗО, с.45−47.
- Huppatz W, Wieser D. Electrochemisch. es Verhalten von Aluminum and Moglichkelten des Korrosionsschutzes in der Praxis.// Werkst. And Korros., 1989, v.40, pp.57−62.
- N.Khalil, J.S.L.Leach. The Anodic Oxidation of Valve Metals-I. Determination of Ionic Transport Numbers by a-spectrometry. // Electrochim. Acta, 1986, v.31, pp.1279−1285.
- Yi Li, M. Shimada, M. Sakairi, K. Shigyo, M. Takahashi, M.Seo. Formation and Breakdown of Anodic Oxide Films on Aluminium in Boric Acid /Borate Solution.// J. Electrochem Soc., 1997, v. 144, pp.866−875.
- M.Bojinov, I. Kanazirski, A.Girginov. A Model for Surface Charge-Assisted Barrier Film Growth on Metals in Acidic Solutions Based on Impedance Measurements. // Electrochim. Acta, 1996, v.41, pp.2695−2705.
- М.Лоренгель, К.Клюгер. Сравнение техники измерения переходных процессов с обычными электрохимическими методиками.// Электрохимия, 1993, т.29, с.89−96.
- T.Hurlen and S.Hornkjol. Anodic Growth of Passive films on Titanium // Electrochim. Acta, 1991, v.36, pp. 189−195.
- T.Hurlen, C. Simon, W. Wilhelmsen, S. Hornkjol, E.Gulbrandsen. Model Studies on Passive Metal Electrodes. //Electrochim. Acta, 1989, v.34, pp.519−524.
- N.Sato and M.Cohen. The Kinetics of Anodic Oxidation of Iron in Neutral Solution. I. Steady Growth Region.// J. Electrochem Soc., 1964, v. l 11, pp.512−519.
- N.Sato. Physical Concept of Single Electrode Potential.// Materials Science Forum., 1995, v.185−188, pp.397−406.
- Мирзоев P.A., Давыдов А. Д. Устойчивость фронта анодного растворения «вентильных» металлов в пассивном состоянии.// Электрохимия, 1995, т.31, с.277−285.
- Одынец JI.JI. Ионный перенос в анодных оксидных пленках в сильных полях.// Журн. прикл. химии, 1990, с. 1040−1043.
- K.E.Heusler. Fundamental Aspects of the Passivation of Metals and Semiconductors. // Materials Science Forum, 1995, v. 185−188, pp.9−18.
- Акимов А.Г., Астафьев М. Г. Электромодуляционная спектроскопия систем металл-окисел-электролит.// Итоги науки и техники. Серия «Коррозия и защита от коррозии», М., ВИНИТИ, 1978, с.72−110.
- R.G.Buchheit, K.R.Zavadil, J.R.Scully, T.O.Knight. The Electrochemical Behaviour of the Al3Ta Intermetallic Compound and Pitting in Two-Phase Al-Ta Alloys.//J.Electrochem. Soc., 1995, v.142, pp.51−58.
- A.C. Crossland, G.E.Thompson, J. Wan, H. Habazaki, K. Shimizu, P. Skeldon, G.C.Wood. The Composition and Morphology of Anodic Films on Al-Mo Alloys.// J.Electrochem. Soc., 1997, v. 144, pp.847−855.
- Хабибуллина Ф.В., Малых C.A., Байталов Д. А. Закономерности образования тонких оксидных пленок на титан-алюминиевых сплавах.// Анодное окисление алюминия и его практическое значение. (Анод-88). Тезисы докладов, Казань, 1988, с. 163−165.
- Великодный JI.H., Шепелин В. А., Касаткин Э. В., Жихарев Ю. В., Павлушина Г.М, Эллипсометрическое изучение влияния компонентов сплавов Ta-Nb на некоторые свойства анодных окислов.//Электрохимия, 1980, т.16, с.727−730.
- C.C.Streinz, J. Kruger, P.J.Moran. A Microellipsometric Study of Passive Film Formation on Al-Ta Alloys.// J.Electrochem. Soc., 1994, v. 141, pp.1126−1137.
- Laser D. Marcus H.L. Auger electron spectroscopy depth profile of thin oxide on Ti-Mo alloy.// J. Electrochem Soc., 1980, v. 127, p.763.
- A.Kudo, M. Steinberg, A.J.Bard, A. Campion, M.A.Fox, T.E.Mallouk, S.E.Webber, J.M.White. Photoelectrochemical Properties of Titanium Dioxide Electrodes Prepared from a Titanium-Aluminium Alloy.// J.Electrochem. Soc., 1990, v.137, pp.3846−3849.
- PiazzaS., G. Lo Biundo, M.S.Romano, C.Sunsery., F.D.Quarto. In situ Characterization of Passive Films on Al-Ti Alloys by Fotocurrent and Impedance Spectroscopy.// Corrosion Sci., 1998, v.40, pp. 1087−1108.
- Акимов А.Г., Розенфельд И. Л. Электрохимическое поведение окислов на сплавах титан-алюминий и титан-ниобий.// Защита металлов, 1974, т. 10, с.33−36.
- Акимов А.Г., Дагуров В. Г. Исследование состава анодной оксидной пленки на сплаве титан-алюминий. //Электрохимия, 1981, т. 17, с.518−522
- Борисова Е.А., Бочвар Г. А., Брун М. Я. Титановые сплавы. Металлография титановых сплавов. М. Металлургия, 1980.
- Акимов А.Г., Розенфельд И. Д., Дагуров В. Г. Исследование окисления титана и сплава ВТ-5 в кислороде и парах воды методом рентгеновской спектроскопии.// Защита металлов, 1979, т. 15, с. 169.
- Song Ye, Cao Wanzhen. The Chemical Composition and Microstructure of Anidic Oxide Films on Al-Ti Alloys.// J. Xi*An Jiaotong University, 1995, v.29, p.45−51.
- Маркив В.Я. Фазовые равновесия в системе Ti-Co-Al.// Известия АНСССР. Металлы., 1966, № 1, с.156−158.
- Феттер К. Электрохимическая кинетика. М.:Химия., 1967, 856 с.
- Одынец Л.Л., Орлов В. М. Анодные оксидные пленки. Л.: Наука, 1990, 200с.
- Гамбург Д.Ю. Электрохимическая кристаллизация металлов и сплавов. М.: Янус-К.1997, с. 282.
- Boskris J.O., Minevsky L.V. About the Mechanism of the Passivity of Aluminium and its Alloys. // J. Electroanal. Chem., 1993, v.349, pp.375−414.
- Андреева Л.В., Иконописов С. М. Формирование беспористых анодных пленок на алюминии в водных боратных растворах. II Зависимость плотности ионного тока от напряженности электрического поля и температуры. // Электрохимия 1970, т.6. с. 1070−1073.
- Lohrengel, S.Russe. Transient Ionic Space Charges in Thin Oxide Films: Determination of Thickness Distribution, Temperature, and Localized Phenomena. Materials Science Forum. 1995, v. 185−188, pp.611−620.
- Петрова В.В., Савина А. А., Колесникова Г. А. Исследование процесса залечивания микропор в анодных оксидах алюминия с применением метода малоуглового рассеяния рентгеновских лучей. // Электрохимия, 1995, т.31,фс.ЗЗ 1−334.
- Андреева Л.В., Иконописов С. М., Токарев Д. Д. Образование беспористых анодных пленок на алюминии в водных боратных растворах. IV. Кинетика вольтастатического анодирования. // Электрохимия, 1971, т.7, с. 1698−1702.
- Мирзоев Р.А. Кинетика анодного образования диэлектрического окисла при постоянном напряжении на ячейке. // Электрохимия, 1975, т.11, с. 1682−1685.
- Dreiner R. The Temperature Dependence of the Field Coefficient for the Anodization of Tantalum.// J.Electrochem. Soc. 1964, v. l 11, pp.1350−1355.
- Dignam M.J., D.Goad. The Potentiostatic Method as Applied to the Anodic Oxidation of the Valve Metals, and the Field Dependence of the Tafel Slope for Aluminum. // J.Electrochem. Soc., 1966, v. l 13, pp.381−384.
- El.Shayeb H.A., Abd El. Wahab E.M., Abd El Meguid E.A. Electrchemical Behaviour of Titaniun in Buffer Solutions. // Bull. Electrochem., 1994, v. 10, pp.246−251.
- Горшков M.M. Эллипсометрия., M: Советское радио, 1974, 200c.
- Урывский Ю.И. Эллипсометрия., Воронеж: Изд. Воронежского ун-та, 1971, 131с.
- Пшеницин В.И., Абаев М. И., Лызлов Н. Ю., Эллипсометрия в физико-химических исследованиях. Ленинград: Химия, 1986, 152с.
- Brusic V., Genshow М.А., Bockris J. O'M. On the Possible Influence of Surface Roughening on Ellipsometric Data in Electrochemical Studies.// Surface Sci., 1972, v.29, pp.653−662.
- Fenstermacer C.A., Mc Crachin F.L. Errors Arising from Surface Rougheness in Ellipsometric measurements of the Refractive Index of a Surface. // Surface Sci., 1969, v.16, pp.85−92.
- Brudzewski K. Ellipsometric Investigations of a Substrate Thin Film System with Rough Boundaries Using the Equivalent Film Theory. // Thin Solid Films, 1979, v.61, pp.183−191.
- Синельникова B.C., Подергин В. А., Речкин B.H. Алюминиды. Киев: Наукова Думка, 1965, 242с.
- Бриггс Д., Сих М. Анализ поверхности методами Оже и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. М.: Мир, 1987, 203 с.
- Kelly R., Nghi Q. Lam. The Sputtering of Oxides.// Rad.Eff. 1973, v. 19, pp.3947
- Бериш P. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой М.: Мир, 1984, 302 с.126
- Ruth R.L. Schwarts N.A. A Rutherford Backscattering Analysis of Anodic Tantalum-Titanium Oxides// J. Electrochem. Soc., 1976, v. 123, pp. 1860−1867.
- Попик M.B. Кристаллография, 1994, т.39, c.332−336.
- C.H.Hervoches, P.Lightfood. A Variable-Temperature Powder Neutron Diffraction Study of Ferroelectric Bi4Ti3012. // Chem. Mater., 1999, v. l 1, pp.33 593 364.
- Давыдов А.Д., Камкии A.H., Земскова O.B. Влияние окисной пленки на анодную анионную активацию металлов.// Электрохимия, 1982, т. 18, с. 13 671 372.
- Давыдов А.Д., Земскова О. В. Причины анодной активации титана в растворах хлористого натрия.// Электрохимия, 1984, т.20, с.722−726.
- J.M. Abd El Kader, F.M. Abd El Wahab, H.A. El Shayeb, M.G.A.Khedr. Oxide Film Thickening on Titanium in Aqueous Solutions in Relation to Anion Type and Concentration.//Brist. Corros.J., 1981, v.16, pp.111−114.
- S.Pressur, U. Stimming, S.Tokunaga. The Wavelength and Dependency of Spatially Resolved Photoelectrochemical Measurements on Ti02.// J.Electrochem.Soc., 1995, v.142, pp. 102−111.
- Ю.Я.Гуревич, Ю. В. Шесков. Фотоэлектрохимия полупроводников., М.:1. Наука, 1983,312с.
- Борзенко А.Г., Сафонов В. А., Мойш Ю. В., Ширяев В. И. Учет влиянияшероховатости при определении оптических констант железа. // Электрохимия, 1987, т.23, с.1696−1700.
- M.Janic-Crachar, A. Wolowic, A. Szummer, K. Lublinska, S. Hofmann, K.Kraus.
- Passivity of Al-Mo Amorphous Alloys and their Electrochemical Breakdown. //
- Electrocimica Acta, 1998, v.43, pp.875−882.