Căng thẳng được sinh ra trên nhôm trong quá trình anod hóa phụ thuộc vào mật độ dòng điện và pH

S. E. Benjamin, Fazal A. Khalid

Tóm tắt

Quá trình oxi hóa anod đi kèm với việc tạo ra căng thẳng trong quá trình phát triển oxit. Nghiên cứu hiện tại tập trung vào cơ chế sinh ra căng thẳng trên nhôm phụ thuộc vào mật độ dòng điện được áp dụng trong các dung dịch axit sulfuric với các nồng độ khác nhau mang lại pH biến đổi. Kỹ thuật uốn chùm tia đã được sử dụng để xác định độ lớn và hướng của các lực căng được tạo ra trong quá trình oxi hóa anod. Thông thường, độ dày của oxit quyết định liệu căng thẳng là nén hay kéo. Kết quả được phân tích dựa trên sự hình thành và tiêu hủy các lỗ trống anion (O2-) và cation (Al3+). Sự giảm nồng độ lỗ trống ion nhôm (VAl3+) dẫn đến một sự uốn cong do căng thẳng nén, trong khi sự uốn cong do căng thẳng kéo được giới thiệu bởi sự gia tăng nồng độ lỗ trống oxi (Vo2+). Cơ chế này được làm rõ hơn qua các thí nghiệm nhảy/giảm mật độ dòng điện. Kết quả cho thấy rằng căng thẳng trong trường hợp này bị ảnh hưởng bởi sự hòa tan của oxit tại giao diện oxit - chất điện ly.

Từ khóa

#anod hóa #nhôm #mật độ dòng điện #axit sulfuric #căng thẳng #lỗ trống #oxit

Tài liệu tham khảo

P. G. Sheasby, ATB Metall. 37, 169 (1997).

E. T. Forsyth and J. M. Stoltzfus, ASTM Spec. Tech. Publ., STP 1319, p. 137 (1997).

A. Smith, F. R. Cuplin, and R. J. Smith, Proc. Symp. Anodizing Aluminum, (Univ. of Aston, Birmingham, U.K., April 12-13, 1967), p. 2.

G. E. Thompson, Y. Xu, K. Shimizu, P. Skeldon, M. Skeldon, and G. C. Wood, NACE-9, Orlando, p. 47 (1980).

D. D. Macdonald and C. English, J. Appl. Electrochem. 20, 405 (1990).

N. Lampeas and P. G. Koutsoukos, Corr. Sci. 36, 1011 (1994).

W. C. Moshier, R. D. Davis, and J. S. Ahearn, Corros. Sci. 27, 785 (1987).

N. B. Pillings and R. E. Bedworth, J. Inst. Met. 29, 936 (1923).

W. Jaenicke, S. Leistikow, and A. Stadler, J. Electrochem. Soc. 3, 1031 (1964).

A. T. Formhold, Jr., Surface Sci. 22, 936 (1972).

R. C. Spooner, J. Electrochem. Soc. 102, 156 (1955).

C. E. Michelson, J. Electrochem. Soc. 115, 156 (1968).

J. A. Davis, B. Domeij, J. P. S. Pringle, and F. Brown, J. Electrochem. Soc. 112, 675 (1965).

J. C. Nelson and R. A. Oriani, Corros. Sci. 34, 307 (1993).

G. G. Stoney, Proc. Roy. Soc. A 82, 172 (1909).

J. C. Nelson and R. A. Oriani, Corrosion Sci. 37, 2051 (1992).

M. R. Arora and R. Kelly, J. Electrochem. Soc. 101, 1493 (1977).

M. Hideki, H. Fumio, and O. Sachiko, J. Electrochem. 149, 71 (1983).

M. S. Hunter and P. Fowle, J. Electrochem Soc. 101, 514 (1954).

T. Valand and K. E. Heusler, J. Electrochem. 149, 71 (1983).

V. R. Howes, Corrosion Sci. 14, 491 (1974).

C. Y. Chao, L. F. Lin, and D. D. Macdonald, J. Electrochem. 128, 1187 (1981).

S. I. Pyun, J. D. Kim, and R. A. Oriani, Mat. Sci. Forum 185– 188, 407 (1995).

J. D. Kim, S.-I. Pyun, and R. A. Oriani, Electrochim. Acta 40, 1171 (1995).