Труды КНЦ вып. 5(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 2/2021(12)

А л ю м и н и е в ы е с п л а в ы с з а щ и т н о - д е к о р а т и в н ы м а н о д н ы м п о к р ы т и е м ч е р н о г о ц в е т а а к т и в н о и с п о л ь з у ю т с я д л я и з г о т о в л е н и я п а н е л е й с о л н е ч н ы х б а т а р е й б л а г о д а р я в ы с о к о м у п о г л о щ е н и ю и н и з к о й о т р а ж а т е л ь н о й с п о с о б н о с т и ч е р н о г о п о к р ы т и я . С о г л а с н о д а н н ы м [ 1 ] , э л е к т р о х и м и ч е с к и о к р а ш е н н ы е в ч е р н ы й ц в е т а л ю м о о к с и д н ы е п о к р ы т и я , с ф о р м и р о в а н н ы е в с е р н о к и с л о м э л е к т р о л и т е , о б л а д а ю т о ч е н ь в ы с о к о й п о г л о щ а ю щ е й с п о с о б н о с т ь ю с в е т а ( к о э ф ф и ц и е н т о т р а ж е н и я м е н ь ш е 3 % ) . С о г л а с н о [2 ], д л я п о л у ч е н и я ч е р н о г о ц в е т а а н о д и р о в а н н ы х в с е р н о к и с л о м э л е к т р о л и т е п о к р ы т и й н а а л ю м и н и е в ы х с п л а в а х , т о л щ и н а о к с и д а д о л ж н а б ы т ь н е м е н е е 1 0 м к м . В ц е л о м р я д е р а б о т [ 1 , 3 - 6 ] д л я и с с л е д о в а н и я э л е к т р о ф и з и ч е с к и х с в о й с т в о к р а ш е н н ы х п о к р ы т и й и к о р р о з и о н н о й с т о й к о с т и а н о д н ы х о к с и д н ы х п о к р ы т и й ( А О П ) н а а л ю м и н и и б ы л у с п е ш н о и с п о л ь з о в а н м е т о д э л е к т р о х и м и ч е с к о й и м п е д а н с н о й с п е к т р о с к о п и и ( Э И С ) , к о т о р ы й п р о д е м о н с т р и р о в а л в о з м о ж н о с т ь д е т а л и з и р о в а т ь и н ф о р м а ц и ю о б и з м е н е н и я х э л е к т р о ф и з и ч е с к и х п а р а м е т р о в н а р а з н ы х с т а д и я х и з г о т о в л е н и я з а щ и т н о - д е к о р а т и в н ы х п о к р ы т и й и п о л у ч а т ь п о с р е д с т в о м м о д е л и р о в а н и я и и н т е р п р е т а ц и и и м п е д а н с н ы х с п е к т р о в э к в и в а л е н т н ы е э л е к т р и ч е с к и е с х е м ы ( Э Э С ) и ф и з и ч е с к у ю м о д е л ь а н о д н о г о п о к р ы т и я , н а к о т о р о й о с н о в а н а п р е д л о ж е н н а я Э Э С . П о м н е н и ю [ 3 , 7 ] , и с п о л ь з о в а н и е Э И С п о з в о л я е т в ы д е л и т ь и р а с с ч и т а т ь э л е к т р и ч е с к и е п а р а м е т р ы , с о о т в е т с т в у ю щ и е р а з л и ч н ы м с л о я м о к с и д н о й п л е н к и . Д а н н ы е и м п е д а н с н ы х с п е к т р о в , и н т е р п р е т и р у е м ы е с п о м о щ ь ю Э Э С , п о з в о л я ю т н а й т и з н а ч е н и я э л е м е н т о в , к о т о р ы е к о л и ч е с т в е н н о х а р а к т е р и з у ю т с в о й с т в а г р а н и ц ы р а з д е л а э л е к т р о д - э л е к т р о л и т . П р о ц е с с ы ж е , п р о т е к а ю щ и е н а п о в е р х н о с т и м е т а л л и ч е с к и х э л е к т р о д о в , в о м н о г о м о б у с л о в л е н ы с т р о е н и е м п о в е р х н о с т н о г о с л о я [3 ]. Т а к и м о б р а з о м , Э И С , я в л я ю щ а я с я м е т о д о м н е р а з р у ш а ю щ е г о к о н т р о л я , п о з в о л я е т п о л у ч а т ь и н ф о р м а ц и ю о р а з л и ч н ы х э л е к т р о ф и з и ч е с к и х с в о й с т в а х и с с л е д у е м ы х п о к р ы т и й . Н е с м о т р я н а т о , ч т о о к р а ш е н н ы е а н о д н ы е п о к р ы т и я н а а л ю м и н и и и а л ю м и н и е в ы х с п л а в а х и с п о л ь з у ю т с я д а в н о , р а б о т , в к о т о р ы х п о с л е д о в а т е л ь н о р а с с м а т р и в а ю т с я и з м е н е н и я э л е к т р о ф и з и ч е с к и х с в о й с т в н а в с е х с т а д и я х и з г о т о в л е н и я ч е р н ы х п о к р ы т и й , п р а к т и ч е с к и н е т . Ц е л ь н а с т о я щ е й р а б о т ы — п р и м е н е н и е м е т о д а Э И С д л я к о н т р о л я и з м е н е н и я э л е к т р о ф и з и ч е с к и х с в о й с т в а н о д н о - о к с и д н о г о п о к р ы т и я н а п о в е р х н о с т и а л ю м и н и е в о г о с п л а в а н а р а з н ы х с т а д и я х п о л у ч е н и я о к р а ш е н н ы х п о к р ы т и й . Экспериментальная часть О б ъ е к т а м и и с с л е д о в а н и я я в л я л и с ь о б р а з ц ы с п л а в а А М г 5 . П е р е д а н о д и р о в а н и е м о н и м е х а н и ч е с к и п о л и р о в а л и с ь , х и м и ч е с к и о ч и щ а л и с ь в р а с т в о р е N a O H и т щ а т е л ь н о п р о м ы в а л и с ь в д и с т и л л и р о в а н н о й в о д е . А н о д и р о в а н и е п р о в о д и л о с ь п р и к о м н а т н о й т е м п е р а т у р е в в о д н о м р а с т в о р е 15 % H 2 S O 4 п р и п о с т о я н н о й п л о т н о с т и т о к а ja = 2 0 м А / с м 2 в т е ч е н и е 4 0 м и н . К и н е т и ч е с к и е з а в и с и м о с т и р о с т а о к с и д а Ua(t) д л я г а л ь в а н о с т а т и ч е с к о г о р е ж и м а р е г и с т р и р о в а л и с ь э л е к т р о н н ы м с а м о п и с ц е м Э Р Б И Й - 7 1 1 5 , с о п р я ж е н н ы м с к о м п ь ю т е р о м . Д а л е е а н о д и р о в а н н ы е о б р а з ц ы п е р е н о с и л и с ь в в а н н у с в о д н ы м р а с т в о р о м 2 % C u S O 4 + 2 % M g S O 4 + 0 ,6 % H 2 S O 4 , г д е о с у щ е с т в л я л о с ь Э Х О в ч е р н ы й ц в е т п е р е м е н н ы м т о к о м п р и н а п р я ж е н и и 1 6 В в т е ч е н и е 15 м и н с п о с л е д у ю щ е й т щ а т е л ь н о й п р о м ы в к о й . Н а з а в е р ш а ю щ е м э т а п е в ы п о л н я л а с ь г и д р о т е р м а л ь н а я о б р а б о т к а ( Г Т О ) о к р а ш е н н ы х и з д е л и й к и п я ч е н и е м в д и с т и л л и р о в а н н о й в о д е ( н а п о л н е н и е ) в т е ч е н и е 3 0 м и н . Н а п о л н е н и е п р и в о д и т к з а к р е п л е н и ю о к р а ш и в а ю щ и х п и г м е н т о в в п о р а х о к с и д а , у в е л и ч е н и ю с в е т о - и к о р р о з и о н н о й с т о й к о с т и п л е н о к [ 2 , 5 ] . Б ы л о п о л у ч е н о п о д в а о б р а з ц а п о с л е к а ж д о й с т а д и и п о л у ч е н и я п о к р ы т и й : 1 — а н о д и р о в а н и е ( о б р а з ц ы 1 , 2 ) ; 2 — Э Х О а н о д и р о в а н н ы х о б р а з ц о в ( о б р а з ц ы 5, 6 ) ; 3 — Г Т О о к р а ш е н н ы х а н о д и р о в а н н ы х о б р а з ц о в ( о б р а з ц ы 7, 8 ) . Д о п о л н и т е л ь н о б ы л и п о л у ч е н ы а н о д и р о в а н н ы е о б р а з ц ы , п о д в е р г н у т ы е Г Т О ( о б р а з ц ы 3, 4 ). И з м е р е н и я э л е к т р о ф и з и ч е с к и х п а р а м е т р о в о б р а з ц о в в ы п о л н я л и с ь в в о д н о м р а с т в о р е 5 г / л С 4 Ш О 6 + 15 г / л Н 3 В О 3 с п о м о щ ь ю и з м е р и т е л я и м м и т а н с а Е 7 - 2 0 в д и а п а з о н е ч а с т о т о т 2 5 Г ц д о 1 0 0 к Г ц . Р е г и с т р и р о в а л и с ь ч а с т о т н ы е з а в и с и м о с т и е м к о с т и ( С ) , с о п р о т и в л е н и я ( R ) , м о д у л я и м п е д а н с а ( I Z | ) и ф а з о в о г о у г л а ( ф ) . П о р е з у л ь т а т а м и з м е р е н и й б ы л и р а с с ч и т а н ы в е щ е с т в е н н а я (Z') и м н и м а я ( Z ") ч а с т и и м п е д а н с а , к о т о р ы е н е о б х о д и м ы д л я п о с т р о е н и я д и а г р а м м ы Н а й к в и с т а Z"(Zr) и д а л ь н е й ш е г о п р о в е д е н и я м о д е л и р о в а н и я э к в и в а л е н т н о й э л е к т р и ч е с к о й с х е м ы ( Э Э С ) . Р а с ч е т Z ' и Z" п р о в о д и л с я п о ф о р м у л а м : А н а л и з и м о д е л и р о в а н и е и м п е д а н с н ы х с п е к т р о в в ы п о л н я л о с ь с п о м о щ ь ю п р о г р а м м ы E I S S p e c t r u m A n a l y z e r [ 8 ], в к о т о р о й б ы л о с у щ е с т в л е н п о д б о р Э Э С с о п р е д е л е н и е м з н а ч е н и й и х к о м п о н е н т н а р а з н ы х с т а д и я х п о л у ч е н и я д е к о р а т и в н о - з а щ и т н ы х п о к р ы т и й . Z' = I Z | • c o s (ф ); Z" = I Z | • s in (ф ). (1) (2) 1 9 8