Пример готовой дипломной работы по предмету: Физика
Содержание
Введение………………………………………………………………………….
1 Анодированный алюминий как перспективный материал современных технологий………………………………………………………………………
2 Основы теории и механизм анодного окисления алюминия……………….
2.1 Характер анодных пленок и анодирующих электролитов………………
2.2 Физико-химический процесс анодного окисления алюминия ………….
2.3 Рост пленок пористого типа……..…………………………………..….…
3 Изучение процессов роста анодных окисных пленок….………..………….
3.1 Факторы, влияющие на рост анодной окисной пленки на алюминии……
3.1.1 Влияние тока, напряжения и температуры на структуру анодного оксида алюминия……………………………………………………………….
3.1.2 Эффект при высоких плотностях тока………………………………………………
3.1.3 Влияние примесей…………………………………………………………………………..
3.1.4 Время анодирования……………………….……………………………..
4 Экспериментальные методы и техника……………………………………..
4.1 Методика проведения эксперимента………………………………………
4.1.1 Подготовка поверхности алюминия.……………………………………
4.1.2 Описание экспериментальной установки………….……………………
4.2 Исследование кинетики процесса анодирования по трех- и двухэлектродным схемам подключения электролитической ячейки и спектра пропускания мембраны……………… …..……………………………
4.2.1 Кинетика от начального до конечного этапов анодирования алюминия по трехэлектродной схеме… ………………………………………
4.2.2 Кинетика анодирования по двухэлектродной схеме подключения электролитической ячейки……………………………………………………..
4.2.3 Спектр пропускания мембран сформированных по трех- и двухэлектродным схемам подключения электролитической ячейки……….
4.3 Влияние типа и температуры электролита на геометрические параметры мембраны…………………………………………………………
4.4 Влияние концентрации электролита на геометрические параметры мембраны………………………………………………………………………..
4.4.1 Эффект неоднородности «горящая точка»………………………………..
4.5 Влияние плотности тока анодирования на геометрические параметры мембраны………………………………………………………………………..
4.6 Двухстадийное анодирование алюминия…………………………………
4.7 Угловые зависимости спектра рассеяния мембраны……………………………
4.8 Морфология поверхности мембраны………………………………………
Заключение………………………………………………………………………
Список использованных источников………………….………………………
Выдержка из текста
Введение
На возможность роста окисных пленок на алюминиевом аноде и на техническую применимость подобных покрытий впервые указал наш соотечественник казанский химик Н. И. Слугинов в 1878 г. В дальнейшем число научных работ, посвященных исследованию анодного окисления алюминия, сильно возросло. Такой большой научный интерес к явлениям анодного окисления алюминия объясняется большим практическим значением этого процесса для получения защитных покрытий на поверхности деталей из алюминия и алюминиевых сплавов [1].
Формирование материалов в пористых матрицах является эффективным способом создания наносистем, в том числе сегнетоэлектрических наноструктур. Среди перспективных применений сегнетоэлектрических наноструктур на основе пористых мембран следует отметить возможность их использования в качестве элементов памяти с высокой плотностью записи информации, устройств оптоэлектроники и нанофорсунок для жидких сред [17].
Мембраны анодированного оксида алюминия обладают однородной пористой структурой с гексагональной упаковкой цилиндрических каналов и узким распределением пор по размерам. Использование различных электролитов, напряжений и времен анодирования позволяет варьировать диаметр пор, расстояние между порами и толщину пленки в широких пределах.
Несмотря на широкое использование и повышенный интерес к электролитическому оксидированию, механизм этих процессов изучен недостаточно. Многообразие воззрений на механизм и кинетику протекающих реакций затрудняет эффективное решение технологических задач. Таким образом, тема работы актуальна [44].
Целью данной работы является исследование на базе ЦЛИБФ геометрических параметров мембраны на основе анодного оксида алюминия, которые можно изменять с помощью тока, напряжения, температуры, разных концентраций и типов электролита.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
- усовершенствовать электролитическую ячейку для анодирования алюминия;
- осуществить анодное оксидирование алюминия в гальваностати- ческом режиме при различных схемах подключения электролитической ячейки к источнику питания, температурах, концентрациях и типах электролита;
- исследовать сформированные образцы методами спектрофотометрии и осциллографии.
Список использованной литературы
Список использованных источников
1 Томашов, Н. Д. Толстослойное анодирование / Н. Д. Томашов, М. Н. Тюкина, Ф. П. Заливалов. – М.: Машиностроение, 1968. – 157 с.
2 Аверьянов, Е. Е. Справочник по анодированию / Е. Е. Аверьянов. – М.: Машиностроение, 1988. – 224 с.
3 Борисенко, В. Е. Наноэлектроника: учеб. пособие для студентов спец. «Микроэлектроника» дневной формы обучения. В 3 ч. Ч.
2. Нанотехнология / В. Е. Борисенко, А. И. Воробьева. – Мн.: БГУИР, 2003. – 76 с.
4 Белов, А. Н. Особенности получения наноструктурированного анодного оксида алюминия / А. Н. Белов, С. А. Гаврилов, В. И. Шевяков // Российские нанотехнологии. – 2006. – Т. 1. – № 1– 2. – С. 223 – 227.
5 Лебедева, Т. С. Применение контролируемого анодного окисления для исследования наноструктурированных анодных пористых окисных пленок на алюминии / Т. С. Лебедева // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. – 2002. – № 1. – С. 27 – 32.
6 Атращенко, А. В. Электрохимические методы синтеза гиперболических метаматериалов / А. В. Атращенко, А. А. Красилин, И. С. Кучук, Е. М. Арысланова, С. А. Чивилихин, П. А. Белов // Наносистемы: физика, химия, математика. – 2012. – 3 (3).
С. 31 – 51.
7 Чукавин, А. И. Синтез наноразмерных структур на основе германия в матрице пористого оксида алюминия / А. И. Чукавин, Р. Г. Валеев, А. Н. Бельтюков // Вестник Удмуртского университета. – 2011. – Физика. Химия. Вып. 2. – С. 3 – 7.
8 Li, A. – P. Hexagonal Pore arrays with a 50 – 420 nm interpore distance formed by self-organization in anodic alumina / A. – P. Li, F. Muller, A. Birner, K. Nielsch, U. Gosele // Journal of Applied Physics. – 1998. – V. 84. – № 11. – P. 6023 – 6026.
9 Patermarakis, G. Interpretation of the promoting effect of sulphate salt additives on the development of non-uniform pitted porous anodic films in electrolite by a transport phenomenon analysis theory / G. Patermarakis, K. Moussoutzanis // Corrosion science. – 2002. – V. 44. – № 8. – P. 1737 – 1749.
10 Спиридонов, Б. А. Влияние режимов анодирования на порообразование оксида алюминия / Б. А. Спиридонов, А. В. Юрьев, Н. А. Муратова, Н. А. Кондратьева, И. А. Токарева // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2003. – Т. 3. – № 11. – С. 112 – 114.
11 Лукащук, Т. С. Формирование наноструктурированных анодных оксидов алюминия в щавелевой кислоте / Т. С. Лукащук, В. И. Ларин, С. В. Пшеничная // Вісник Харківського національного університету. – 2010. – № 932. – Хімія. Вип. 19(42).
– С. 112 – 118.
12 Петухов, Д. И. Создание мембранных материалов на основе анодного оксида алюминия: Описания задач спецпрактикума «Методы получения и анализ неорганических материалов» / Д. И. Петухов. – М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, Факультет наук о материалах, 2011. – 26 с.
13 Lo, D. Fabrication and Characterization of Porous Anodic Alumina Films from Impure Aluminum Foils / D. Lo, R. A. Budiman // Journal of The Electrochemical Society. – 2007. – V. 154. № 1. – P. 60 – 66.
14 Белов, А. Н. Синтез нитевидных нанокристаллов ZnSe импульсным электрохимическим осаждением с дальнейщей селенизацией / А. Н. Белов, С. А. Гаврилов, А. В. Железнякова, Д. А. Кравченко, Е. Н. Редичев // Научная сессия МИФИ.: Ультрадисперсные (нано-) материалы. – 2005.– Т. 9. – С. 204– 205.
15 Аверин, И. А. Формирование и исследование матриц пористого оксида алюминия с упорядоченной морфоструктурой / И. А. Аверин, И. А. Губич, В. Ю. Дарвин, Р. М. Печерская // Материалы Международной научно – технической конференции: Intermatic. – 2011. – Часть 2. – С. 33 – 35.
16 Пермяков, Н. В. Исследование морфологии пористого оксида алюминия при вариации технологических условий получения: Лабораторная работа / Н. В. Пермяков, Е. Н. Соколова. – Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В.И. Ульянова (Ленина).
– 9 с.
17 Жигалина, О. М. Электронная микроскопия наноструктур титаната бария-стронция в матрице оксида алюминия / О. М. Жигалина, К. А. Воротилов, А. Н. Кускова, А. С. Сигов // Физика твердого тела. – 2009. – Т. 51. – Вып. 7. – С. 1400 – 1402.
18 Горох, Г. Г. Диэлектрические пленки анодного оксида алюминия с пониженной диэлектрической проницаемостью / Г. Г. Горох, Р. Э. Фейзуллаев, Ю. А. Кошин. – Таганрогский государственный технический университет.: Труды седьмой международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники». – 2000. – Часть 1. – 4 с.
19 Паркун, В. М. Исследование объемного роста пленок пористого оксида алюминия / В. М. Паркун, И. А. Врублевский, Е. П. Игнашев, М. В. Паркун // Доклады БГУИР «Материалы». – 2003. – Т.1. – № 2. – С.66 – 72.
20 Сигов, А. С. Получение и исследования наноструктур: Лабораторный практикум по нанотехнологиям / А. С. Сигов. – Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики, 2008. – 116 с.
21 Фролова, О. В. Влияние режима электрохимической обработки на свойства окрашенных анодно-оксидных пленок на сплавах алюминия / О. В. Фролова, Е. А. Савельева // Вестник СГТУ. – 2011. – № 1(52).
– С.121 – 127.
22 Зейниденов, А. К. Получение нанопористых пленок оксида алюминия с удаленным барьерным слоем / А. К. Зейниденов, Н. Х. Ибраев, Ж. Оспанова, Г. Аганина // Материалы Международной научно – технической конференции: Intermatic. – 2012. – Часть 3. – С.162 – 164.
23 Лосев, В. В. Состав, морфология и пространственный заряд микронных анодно – оксидных пленок на алюминии / В. В. Лосев, С. Н. Новиков, Л. И. Сулакова. – Таганрогский государственный технический университет.: Труды седьмой международной научно – технической конференции «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», 2000. – Часть 1. – 4 с.
24 Чернышев, В. В. Влияние «естественного» оксида на процессы электрохимического окисления алюминия / В. В. Чернышев, А. М. Ховив, Ю. С. Шрамченко // Ползуновский вестник. – 2006. – № 2. – С.95 – 97.
25 Витязь, П. А. Плоские и трубчатые мембранные элементы на основе пористого анодного оксида алюминия / П. А. Витязь, О. А. Прохоров, В. М. Шелехина // Вторая Всероссийская конференция по наноматериалам «Нано 2007». – 2007. – С.358.
26 Вихарев, А. В. Особенности строения и механизм формирования анодных оксидов алюминия / А. В. Вихарев, А. А. Вихарев // Ползуновский вестник. – 2010. – № 3. – С.204 – 208.
27 Гаврилов, С. А. Пористый анодный оксид алюминия для оптоэлектроники и интегральной оптики / С. А. Гаврилов, Д. А. Кравченко, Л. А. Головань, Г. М. Зайцев, А. И. Ефимова, Е. А. Жуков, П. К. Кашкаров, В. Ю. Тимошенко, А. И. Белогорохов. – Московский государственный институт электронной техники.: Труды восьмой междунородной научно-технической конференции «Актуадьные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», 2002. – С.16-19.
28 Белов, А. Н. Процессы формирования наноструктур на основе пористых анодных оксидов металлов / А. Н. Белов. – М.: Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, 2011. – 48 с.
29 Мозалев, А. М. Формирование пористых оксидных пленок в условиях самоканализации ионного тока при гальваностатическом анодировании алюминия в растворах фосфорной кислоты / А. М. Мозалев, И. И. Мозалева, А. А. Позняк // Доклады БГУИР. – 2006. – № 2 (14).
– С.127 – 133.
30 Чернышев, В. В. Влияние аниона электролита на формирование наноструктурированного анодного оксида алюминия / В. В. Чернышев, А. В. Чернышев, А. Е. Гриднев, С. В. Зайцев // Вестник ВГУ. Серия: Физика. Математика. – 2009. – № 2. – С.13 – 15.
31 Грачева, М. П. Гальванотехника при изготовлении предметов бытового назначения / М. П. Грачева. – Легкая индустрия, 1970. – 304 с.
32 Хенли, В. Ф. Анодное оксидирование алюминия и его сплавов / В. Ф. Хенли. – М.: Металлургия, 1986. – 152 с.
33 Сокол, В. А. Особенности роста пористого оксида алюминия / В. А. Сокол // Доклады БГУИР «Материалы». – 2003. – Т.1. – № 1. – С.75 – 82.
34 Huang, K. Porous Alumina Films with Width-Controllable Alumina Stripes / K. Huang, S. –M. Huang, L. Pu, Y. Shi, Z. –M. Wu, L. Ji, J. –Y. Kang // Nanoscale Res Lett. – 2010. – Vol. 5. – P.1977 – 1981.
35 Wang, X. Influence of Mass and Heat Transfer on Morphologies of Metal Oxide Nanochannel Arrays Prepared by Anodization Method / X. Wang, J. Zhao, X. Wang, J. Zhou // International Scholarly Research Network Nanotechnology. – 2011. – A. 480970. – P. 1 – 5.
36 Sulka, G. D. Highly Ordered Anodic Porous Alumina Formation by Self – Organized Anodizing /G. D. Sulka // Edited by Ali Eftekhari. – Weinheim.: WYLEY-VCH. – 2008. – P.1 – 116.
37 Araoyinbo, A. O. Voltage effect on electrochemical anodization of aluminum at ambiet temperature / A. O. Araoyinbo, A. F. M. Noor, S. Sreekantan, A. Aziz // International Journal of Mechanical and Materials Engineering. – 2010. – Vol. 5. – № 1. – P.53-58.
38 Shingubara, S. Fabrication of nanomaterials using porous alumina templates / S. Shingubara // Journal of Nanoparticle Research. – 2003. – Vol. 5. – P.17 – 30.
39 Poinern, G. E. J. Progress in Nano-Engineered Anodic Aluminum Oxide Membrane Development / G. E. J. Poinern, N. Ali, D. Fawcett // Materials. – 2011. – Vol. 4. – P.487 – 526.
40 Hnida, K. Electrochemical Method of Preparing Metallic, Polymeric and Organic-Inorganic Hybrid Nanowires inside Porous Anodic Alumina Templates / K. Hnida, A. Brzózka, M. Jaskuła // Jordan Journal of Physics. – 2012. – Vol. 5. – № 1. – P.1 – 7.
41 Jessensky, O. Self-organized formation of hexagonal pore arrays in anodic alumina / O. Jessensky, F. Muller, U. Gosele // Applied Physics Letter. – 1998. – Vol. 72. – № 10. – P.1173 – 1175.
42 Chowdhury, P. Effect of process parameters on growth rate and diameter of nano-porous alumina templates / P. Chowdhury, K. Raghuvaran, M. Krishnan, H. C. Barshilia, K. S. Rajam // Bull. Mater. Sci. – 2011. – Vol. 34. – № 3. – P.423 – 427.
43 Lee, W. Highly ordered porous alumina with tailor-made pore structures fabricated by pulse anodization / W. Lee, J. –C. Kim // Nanotechnology. – 2010. – Vol. 21. – P.1 – 8.
44 Чернякова, К. В. Получение тонких мембран на основе анодного оксида алюминия для пленочных сенсоров / К. В. Чернякова, И. А. Врублевский, В. Видеков // XІХ ННТК с международным участием „АДП– 2010”. — Минск. — 2010. – С. 828.
