Модификация поверхностных

свойствматериалов

Часть 2

1

•Естественные окисные пленки, образующиеся на металлах в атмосфере сухого воздуха, задерживают, а иногда и приостанавливают

процесс коррозии, но вследствие того, что они чрезвычайно тонкие и пористые, они не обеспечивают надежной защиты от коррозии в условиях повышенной влажности воздуха и других агрессивных сред.

•Искусственные окисные пленки отличаются значительно большей толщиной и более упорядоченным строением. В нормальных атмосферных условиях они надежно защищают поверхности деталей от коррозии.

2

•Процессы создания на поверхности деталей искусственных окисных пленок называются

оксидированием, воронением, анодированием

•Процессы насыщение азотом поверхности металлических изделий (главным образом стальных и титановых) для повышения твердости, износостойкости, предела усталости, коррозионной стойкости называют азотированием

3

•Процессы создания защитных пленок, состоящих из фосфатов металлов, называются фосфатированием.

•Процессы создания защитных пленок путем химико-термической обработки, заключающейся в диффузионном насыщении поверхностного слоя атомами углерода при нагреве до температуры 900…950 oС называются цементацией

4

Методы создания модифицированных защитных пленок

Молекулярно-физическая модификация поверхности

5

Анодирование

•Анодирование - это электрохимическое оксидирование, образование защитной оксидной плёнки на поверхности металлических изделий электролизом.

•При анодировании изделие, погруженное в электролит, соединяют с положительно заряженным электродом источника тока (анодом). Плёнка толщиной от 1 до 200 мкм защищает металл от коррозии, обладает электроизоляционными свойствами и служит хорошей основой для лакокрасочных покрытий.

6

•Анодирование применяют для декоративной отделки изделий из алюминия и его сплавов, эмалеподобных покрытий на алюминии и некоторых его сплавах.

•Анодирование используют также для защиты от коррозии магниевых сплавов, повышения антифрикционных свойств титановых сплавов, для покрытия деталей радиоэлектронной аппаратуры из ниобия, тантала и др.; в самолёто-, ракето- и приборостроении, радиоэлектронике и др.

7

Схема анодного окисления

8

•Механизм анодного окисления связан с переносом металла и кислорода через растущий оксидный слой под действием электрического поля, возникающего в плёнке при приложении напряжения и реакциями на внутренних и внешних границах оксида. Теория микроскопического механизма ионного переноса при анодном окислении довольно сложна и находится на уровне модельных представлений. Наиболее разработанными являются модели движения ионных дефектов

имеханизмы типа "обмена местами" и переключения связей .

•Описание процесса окисления осложняется наличием границ металлоксид и оксидэлектролит, сложным гетерогенным строением оксида, а также возможностью протекания побочных реакций: разряда кислорода и растворения оксидной плёнки.

•Тем не менее, кинетические закономерности образования анодных оксидных плёнок и их свойства для многих металлов

иполупроводников достаточно хорошо изучены экспериментально и рассмотрены в ряде обзорных работ.

9