ной, после нанесения на нее раствора щелочи плотность распределения по поверхности образовавшихся пузырьков с водородом (рисунок 4.15) оказалась не меньше, чем у медной пленки (рисунок 4.12). Это свидетельствует о том, что каналами транспорта электролита к подложке являются как видимые дефекты в пленке, так и наноразмерные дефекты, неразрешимые в РЭМ. Причем основную роль играют, скорее всего, наноразмерные дефекты, так как плотность видимых дефектов на поверхности хромовой пленки достаточно мала, а в медной же пленке их гораздо больше, однако никакие различия в скорости газовыделения не наблюдались.

Причина по которой алюминиевая фольга не была протравлена насквозь такая же, как и у медных пленок – смачиваемость хромовой пленки раствором щелочи тоже очень хорошая.

Испытания защитных свойств хромовых пленок в щелочном электролите, выращенных на толстых подложках из алюминий–магниевого сплава, также показали неудовлетворительные результаты.

4.3.3Титановые пленки

На всех титановых пленках, осажденных на подложки из алюминиевой фольги, при контакте с раствором щелочи практически сразу наблюдалось образование большого количества маленьких пузырьков с газом (рисунок 4.18). После промывания остатков щелочи с поверхности образцов было заметно изменение цвета титановой пленки, находившейся в контакте с электролитом. Это может являться следствием протекания химических реакций между покрытием и электролитом. В некоторых местах целостность пленки была нарушена, и алюминиевая подложка подвергалась коррозии, но не была протравлена насквозь.

На рисунке 4.19 представлено РЭМ изображение поверхности алюминиевой фольги с титановым покрытием после ее испытаний в щелочи. Из него видно, что на поверхности пленки, контактировавшей с щелочью, имеются два типа областей – темные и светлые.

Для выяснения элементного состава пленки в этих областях были сняты ЭДС спектры в двух точках: в светлой области (спектр 1) и в темной области (спектр 2), как показано на рисунке 4.20. Он показал следующий состав поверхности в светлой и темной областях:

62

Рис. 4.18: Газообразование на поверхности титановой пленки на алюминиевой фольге, осажденной при температуре нагревателя 600 C, контактирующей с

электролитом

В светлой области состав поверхности почти такой же, как и исходной титановой пленке до ее испытаний в растворе щелочи. Различия заключаются лишь в повышенном содержании кислорода и наличии калия. Присутствие калия объясняется наличием твердых остатков щелочи KOH после промывания образца в ультразвуковой ванне. Увеличение сигнала кислорода, по сравнению

сисходной пленкой, возможно связано с окислением титана при его взаимодействии с ионами гидроксила. Следует отметить, что и в медной и хромовой пленках после их испытаний в растворе щелочи также наблюдается небольшое повышение концентрации кислорода.

Состав темной области сильно отличается от состава светлой области. В темной области наблюдается очень большое содержание кислорода, сравнимое

ссодержанием титана. Это свидетельствует о том, что темные области – это,

скорее всего, пленка оксида титана TiOx. Причем из РЭМ изображения вид- но, что эта пленка находится поверх исходной титановой пленки. Также в этой области содержание калия выше, чем в светлой области, что может свидетельствовать о том, что в ней происходило более интенсивное взаимодействие щелочи с титаном. Судя по данным ЭДС для исходной титановой пленки, оксид титана не присутствовал на ней до проведения ее испытаний в растворе щелочи.

63

В литературе говорится о высокой химической стойкости титана в растворах щелочей. Поэтому происхождение оксидной пленки на поверхности титановой пленки после ее испытаний в щелочном электролите остается неясным. Более высокий сигнал алюминия в светлой области связан, скорее всего, с тем, что светлая область более тонкая, и потому алюминиевая фольга дает большой вклад в ЭДС спектр.

Можно заметить, что на поверхности пленки видны вздутия, чего не наблюдалось у хромовых пленок. Это свидетельствует о том, что пластичность титана выше, чем пластичность хрома. Причем вздутия вытянуты вдоль направления прокатки фольги, что свидетельствует как о увеличенном количестве дефектов вдоль линий прокатки, так и о более плохой адгезии пленки к подложке в этой области, обусловленной дополнительными напряжениями на границе пленка– подложка.

На рисунке 4.21 представлено РЭМ изображение участка с отсутствующим покрытием. Из него видно, что края пленки острые, что свидетельствует о механическом разрушении пленки. Также на нем видны участки куполообразной формы со вздувшимся покрытием. На их вершине можно увидеть небольшие отверстия, образовавшиеся в результате отрыва небольших участков пленки под давлением водорода, находящегося в пузырьке под поверхностью пленки.

64