Исследование процессаутонения нанормерных пленок анодного оксида титана методом механической полировки

Министерство образования Республики Беларусь

Дисциплина Физика

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССАУТОНЕНИЯ НАНОРМЕРНЫХ ПЛЕНОК АНОДНОГО ОКСИДА ТИТАНА МЕТОДОМ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПОЛИРОВКИ

Содержание

Введение        3

1.        Современные методы полировки        4

2.        Процесс создания оксидных пленок титана методом электрохимическое анодирование        7

2.1.        Результаты        8

3.        Процесс механической шлифовки пленок оксида титана        11

    3.1           Результаты        12

Заключение        14

Литература        15

Введение

Полировка анодных пленок – это распространённый процесс, требуемый для устранения неровностей или дефектных слоев. Существует много видов полировки, которые имеют свои плюсы и минусы. В своей работе я использовал механический метод полировки, так как он прост в использовании, а некоторые недостатки, как например создание дефектов на поверхности оксида, нам будут только на пользу. В процессе шлифовки мы будем снимать слой нужной         толщины, а затем измерять свойства полученного оксида.

1. Современные методы полировки

Современные методы полировки продвинулись значительно дальше, и уже давно не используется механическая полировка для удаления дефектных слоев, где требуется максимально гладкая поверхность. За частую использование химической и электрохимической полировки будет эффективней.

Химическое и электрохимическое полирование принципиально отличаются от механического полирования. Обработанные этими методами полирования металы обретают гладкую поверхность. Химическое и электрохимическое полирование осуществляется растворами, содержащими активные добавки. 

При химическом полировании воздействие раствора на металл сочетается с действием гальванических пар на его поверхности, что вызывает образование пассивирующей оксидной пленки. Непосредственным результатом химического полирования является сглаживание микронеровностей и образование блеска поверхности с одновременным растворением верхнего слоя. Увеличение блеска связано с предотвращением травления металла вследствие образования на его поверхности пассивирующей окисной пленки, которая возникает под влиянием взаимодействия обрабатываемого металла с компонентами раствора. Однако электрохимическая полировка приводит к получению лучшего результата чем при химической.

[pic 1]

Рисунок 1.1 – Схематическая иллюстрация процесса электрохимической полировка

Электрохимическая обработка заменяет трудоемкие механические методы и не приводит к нежелательным структурным изменениям в поверхностном слое изделий, как при химической обработке. Стравленная поверхность во многих случаях обладает более высокой коррозийной стойкостью и улучшенными механическими свойствами. Электрохимическое полирование – это обработка поверхностей деталей, погруженных в электролит, представляющий собой раствор, обычно содержащий кислоты. В процессе обработки при постоянном напряжении 10–20 В изделие подключается к положительному полюсу (аноду) источника питания.

[pic 2]

а

[pic 3]

б

Рисунок 1.2 – Сравнительная 3D морфологии поверхности: а – до процесса электрохимической полировки; б – после процесса электрохимической полировки

Использование электрохимической полировки на пример подложка кремния можно увидеть на рисунке 1.2 , как поверхность без процесса электролиза представляет собой неровную поверхность. Самая большая неровность плоскости – 26,684 мкм. Тем не менее, общий поверхность после электролиза значительно ровней, а максимальная погрешность плоскостности равна 0,812 мкм. Средняя погрешность области меньше чем 0.201 мкм.