Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2022(13))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2022. Т. 13, № 1. С. 271-277. Transactions of the Коіа Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2022. Vol. 13, No. 1. P. 271-277. формы (рис. 2, а , б), тогда как для МК (111) поверхность достаточно однородная, обнаруживаются лишь отдельные округлые образования (рис. 2, в, г). Размер цветочноподобных образований (рис. 2, а), наблюдаемых на однородном фоне, находится в диапазоне от 1 до 2 мкм. При уменьшении величины области сканирования (рис. 2, б) проявляется тонкая структура образований, состоящих из удлиненных элементов диаметрами от 60 до 100 нм. Поскольку для отожженных МК (111) на некоторых округлых образованиях (диаметром до 300 нм) видны трещины (рис. 2, г), то предположительно они являются зародышами цветочноподобных образований. По всей видимости, возникшие в результате вакуумного отжига морфологические изменения можно связать с локальной кристаллизацией аморфной АОП, сформированной на стадии 1 [11]. В таком случае, как следует из АСМ-изображений, можно заключить, что данный процесс идет более активно для МК (001). На завершающей стадии (стадия 3, см. таблицу) проводилось анодирование отожженных образцов МК (001) и МК (111) в водном растворе 10 % H 2 SO 4 + 1 % HF. При этом на зависимостях ja(t) (рис. 3.) наблюдается начальный спад тока, затем постепенный выход тока на стационарное значение. Ход зависимостей и величина стационарных токов позволяют говорить о формировании АОП пористого или трубчатого типов [4, 12]. Рис. 3. Зависимости ja(t), полученные при анодировании монокристаллов Nb с ориентировками (111) и (001) в 10 % H 2 SO 4 + 1% HF (стадия 3) Необходимо отметить, что имеет место заметное отличие в ходе кривых ja(t), полученных при анодировании МК (001) и МК (111). В частности, конечные (после 2 ч) значения плотности тока отличаются практически в два раза: j ^ , 001 = 1,3 мА / см2и ^он, 111 = 0,6 мА / см2. На рисунках 4 и 5 представлены АСМ-изображения поверхности МК (001) и МК (111) после третьей стадии — анодирования в 10 % H 2 SO 4 + 1 % HF в течение 2 ч. Как видно из рис. 4, после анодирования на исследованных участках поверхности МК (001), наряду с наличием открытых пор / трубок с внутренним диаметром от 10 до 30 нм (рис. 4, а), присутствуют неравномерно расположенные цветочноподобные образования размером в диапазоне от 1 до 2 мкм (рис. 4, б ). Таким образом, после анодирования на поверхности МК (001) формируется наноструктурированная оксидная пленка с неоднородным по высоте рельефом, в теле которой располагаются отдельные образования микронных размеров, аналогичные наблюдаемым после вакуумного отжига (см. рис. 2, б ). Из рисунка 5 видно, что поверхность АОП на МК (111) неоднородна, наблюдается присутствие неупорядоченно расположенных нанотрубок с внутренним диаметром порядка 20 нм и внешним — порядка 100 нм. Кроме того, обнаруживаются множественные выпуклые образования микронных размеров (см. рис. 5, а) с трещинами. На основе данных [3] целесообразно предположить, что ниже поверхностного нанотрубчатого слоя располагается совокупность микрокристаллитов y-Nb 2 Os (так называемых микроконусов, для выявления которых, скорее всего, необходимо увеличить время анодирования в 10 % H 2 SO 4 + 1 % HF. © Чубиева Е. С., Яковлева Н. М., Степанова К. В., Кокатев А. Н., 2022 274