Получение цветных декоративных покрытий на поверхности алюминиевого сплава А5 с использованием режима анодирования с модуляцией напряжения в зависимости от длины оптического пути в плёнке, U(L)тезисы доклада
Аннотация:Декорирование поверхности широко используемого цветного металла – алюминия и его сплавов является важным технологическим этапом при производстве алюминиевых деталей. Обработка и последующая окраска алюминиевых деталей использует стадию предварительного электрохимического окисления или анодирования поверхности сплава. Сформированная путём анодирования пористая плёнка анодного оксида алюминия используется в качестве защитного покрытия, а также матрицы для используемого красителя. В 2007 году было показано, что при периодическом изменении плотности тока и/или приложенного напряжения анодирования образуется оксидная плёнка с периодически изменяющейся пористостью, что позволяет создавать на основе анодного оксида алюминия фотонно-кристаллические структуры – цветные покрытия без использования красителей. Цвет фотонно-кристаллических структур определяется фотонной запрещенной зоной – областью спектра, в котором свет отражается от таких структур. Точное задание положения ФЗЗ на оптических спектрах требует использование режима анодирования с контролем напряжения в зависимости от длины оптического пути в плёнке, U(L). Для реализации данного режима анодирования необходимо знать свойства пористых плёнок анодного оксида алюминия, сформированных анодированием алюминиевого сплава при постоянных напряжениях.В рамках исследования были получены серии пористых плёнок анодного оксида алюминия при потенциостатическом режиме анодирования полированной алюминиевой фольги А5Т в электролитах 2 M H2SO4 и 0,3 M H2C2O4 при температуре 2 – 30 °С с различным временем выдержки в электролите и приложенным напряжением анодирования (5 – 20 В). Данные растровой электронной микроскопии и оптической спектроскопии для полученных образцов были использованы для количественного описания зависимостей эффективного показателя преломления оксидного слоя, сформированного при постоянном напряжении, от длительности нахождения образца в электролите, а также удельной толщины формирующегося слоя от параметров анодирования (затраченная плотность заряда, напряжение). Из полученных данных были рассчитана кажущаяся энергия активации процесса растворения АОА в электролите анодирования: 64 ± 12 и 72 ± 17 кДж/моль для 0,3 М H2C2O4 и 2 М H2SO4, соответственно.С использованием полученных данных был реализован режим анодирования с модуляцией напряжения в зависимости от длины оптического пути в плёнке, U(L). С помощью этого режима анодирования были получены образцы цветных декоративных покрытий на поверхности алюминиевого сплава А5 – наилучшие результаты были достигнуты для электролита 2 М H2SO4 в температурном режиме 2 ± 1°С с использованием синусоидальной зависимости U(L) в диапазоне напряжений 7,5 – 20 В и различными периодами по длине оптического пути. Отклонение реализованного в процессе анодирования положения минимума пропускания, соответствующего первой фотонной запрещенной зоне, и заданного составляет менее 2%.
