ПРИМЕНЕНИЕ ОЗОНА ПРИ АНОДИРОВАНИИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
В процессе эксплуатации трущихся деталей значительную роль играют свойства поверхности. Повысить износостойкость можно в результате увеличения твердости контактирующих слоев. Одним из активно применяемых промышленных способов формирования износостойких покрытий является толстослойное анодирование алюминия и его сплавов. Его сущность заключается в электрохимическом наращивании оксида алюминия за счет поверхностного слоя металла, погруженного в электролит, основу которого составляют серная, щавелевая или сульфосалициловая кислота. Основными технологическими параметрами являются: состав электролита, электрический режим процесса и температура.
С целью интенсификации формирования оксидного покрытия в зону реакции вводят кислород, перекись водорода и другие окислители. Перспективным в этом плане может оказаться применение озона.
Озон известен как сильный универсальный окислитель [1], редокс - потенциал которого (2,07 В) по величине уступает только фтору (2,87 В). Он окисляет серебро, золото, платину, причем известно получение иона Ag3+ [2]. Озониды щелочных металлов типа КО3, NaO3 являются сильнейшими окислителями, т.к. содержат большое количество активного кислорода в виде аниона О3-. Отмеченная активность озона обусловлена появлением в ходе взаимодействия так называемого синглетного кислорода 1О2 в электронно-возбужденном состоянии и других активных радикалов.
Однако использование озона при анодировании алюминия и его сплавов затруднено из-за его малой растворимости в водных электролитах, разложения при столкновении с поверхностью и возможности взрыва при концентрации озона в газовой смеси выше 20 %.
В работе исследовали влияние озона на процесс анодирования в водном растворе серной кислоты на специально созданной установке. Эксперименты провели с образцами литейного алюминиевого сплава АЛ9 размерами 30×30×5 мм. Температуру поддерживали на уровне (0 ± 1) °С, содержание озона в воздушной смеси - 1, 3 и 5 %, концентрация серной кислоты - от 2,5 до 20 мас.%.
От известных исследуемая технология отличается тем, что в окислительную зону подается раствор метастабильной озоно-воздушной смеси, которая весьма реакционноспособна. При этом она находится под действием электрического поля.
Микротвердость оксидных покрытий измеряли на поперечных шлифах с помощью прибора ПМТ-3 при нагрузке на индентор 0,196 Н, толщину определяли вихретоковым контактным толщиномером ВТ10 НЦ и металлографически на микроскопе МИМ-6. Износостойкость определяли по уменьшению толщины покрытия при скольжении со смазкой контр-тела из стали ШХ9 со скоростью 1,5-2,0 м/с и нагрузке 70 Н.
Рентгеноструктурные исследования выполнили на ДРОН-3 в диапазоне углов 2θ = 20°-60° в Сокα-излучении. Для расшифровки рентгенограмм использовали базу данных американской картотеки ICPDS.
Установили, что повышение концентрации озона в смеси с воздухом от 1 до 5 % увеличивает конечную толщину оксида алюминия на 30 %. При этом при малом содержании озона рост покрытия пpaктически стабилизируется к 40-й минуте процесса, а при 5 %-м - он продолжается до 50-й минуты, т.е. окислительный потенциал обогащенной озоном смеси выше. Производительность анодирования увеличивается на 40-70 %.
С увеличением концентрации О3 микротвердость возрастает от 5,2 до 6,8 Гпа, т.е. на 30 %, а величина износа снижается в 1,4-2,3 раза. Естественно, что большей износостойкостью обладают покрытия с большей величиной НV. При этом следует отметить, что после 40-50 мин анодирования микротвердость начинает уменьшаться. По-видимому, начинает увеличиваться пористость покрытия из-за продолжительного взаимодействия с серной кислотой.
Повышение микротвердости покрытия с обогащением озоном озоно-воздушной смеси обусловлено увеличением кристаллической составляющей в покрытии. Например, по данным рентгеноструктурного анализа анодных осадков, полученных при начальном напряжении 75 В, интенсивность линии (400) γ-Al2O3 возросла более чем в 2 раза, при изменении концентрации О3 от 1 до 5 % (это не говорит, конечно, что доля γ-Al2O3 в покрытии также увеличилась вдвое, т.к. линейная связь в этом случае отсутствует). При этом доля аморфной составляющей в покрытии уменьшилась, о чем свидетельствует сокращение на рентгенограмме гало в интервале углов 2θ = 20-40°.
Известно [3], что окисление алюминия в водных электролитах происходит с участием различных ионов: О-, О2- , ОН- , SO42-. Однако исследований по оценке доли влияния указанных анионов на процесс формирования анодного покрытия не проводилось. Можно предположить, что применение озоно-воздушной смеси для барботажа электролита повышает роль кислорода в какой-либо его форме (учитывая химическую активность озона) и снижает степень влияния других окислителей.
Таким образом, из возможных схем образования оксида алюминия в рассматриваемом процессе
Более предпочтительными становятся 3 последние.
На основе полученных данных разработана технология анодирования корпуса шестеренчатого насоса НШ-32 из сплава АЛ9. Толщина оксидного покрытия составила 30-40 мкм. После эксплуатационных испытаний в течение 2200 ч (3 месяца круглосуточно) величина износа составила 20-26 мкм после 1248-1560 ч эксплуатации. Таким образом, применение озоно-воздушной смеси при анодировании алюминиевых сплавов, позволяет получать оксидные покрытия с повышенной изно-
состойкостью.
Список литературы
- Лунин В.В., Попович М.П., Ткаченко С.Н. Физическая химия озона. - М.: Изд-во МГУ, 1998. - 480 с.
- Разумовский С.Д., Заиков Г.Е. Озон и его реакции с органическими соединениями. - М.: Наука, 1974. - 208 с.
- Мельников П.С. Справочник по гальванопокрытиям в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1991. - 380 с.
Статья в формате PDF
130 KB...
07 11 2026 2:15:35
Статья в формате PDF
115 KB...
05 11 2026 19:56:48
Статья в формате PDF
666 KB...
04 11 2026 2:13:49
Физико-технический лицей № 1 целенаправленно решает задачу выявления интеллектуально одаренных школьников и развития их способностей. Содержание, формы и методы обучения в лицее базируются на принципах профилизации, вариативности, фундаментализации, интегративности, гуманизации, иформатизации. Профильные предметы - математика, физика и информатика. Их изучение занимает 54 % учебного времени, а изучение биологии и химии - всего 10 %. Для учащихся, проявляющих интерес и способности к изучению естественнонаучных предметов проводятся занятия в спецкурсах и кружках, индивидуальные консультации, реализуются учебно-исследовательские проекты. За счет выбора индивидуальной образовательной траектории эти учащиеся имеют возможность достичь высоких результатов в изучении биологии и химии, вплоть до побед на международных олимпиадах.
...
03 11 2026 12:51:36
Проблема формирования здоровья детей в дошкольных образовательных учреждениях (ДОУ) остаётся актуальной до сих пор. На основе применения низкоинтенсивного лазерного излучения ( НИЛИ) были разработаны способы низкоинтенсивной лазерной реабилитации (НИЛР). В результате НИЛР детей достигались снижение показателей респираторной заболеваемости, экстренной медицинской помощи, госпитализации, временной утраты трудоспособности родителей. Рост среднего показателя здоровья и показателя динамичности здоровья отражали повышение уровня здоровья детей. НИЛР доступна, эффективна и безопасна.
...
02 11 2026 11:59:23
Статья в формате PDF
407 KB...
01 11 2026 13:46:50
Статья в формате PDF
256 KB...
27 10 2026 8:24:32
Статья в формате PDF
284 KB...
26 10 2026 13:18:37
Статья в формате PDF
110 KB...
25 10 2026 6:20:59
Статья в формате PDF
124 KB...
24 10 2026 14:16:39
Статья в формате PDF 293 KB...
23 10 2026 18:44:44
Рассмотрена концепция зависимости лесов как ядра биосферы Земли от активности Солнца по числу Вольфа. Принята точка на Земле в виде участка лесистой территории национального парка по лесным пожарам за 2002 год. По датам каждого лесного пожара были учтены: время от зимнего солнцестояния с 21 марта, склонение оси Земли к Солнцу, число Вольфа активности Солнца на день возникновения лесного пожара. Среди влияющих факторов первое место заняло время от зимнего солнцестояния. Второе место – склонение Солнца, а на третье – число Вольфа. Среди зависимых факторов первым стало склонение Солнца, вторым – время от 21.03, а третьим активность Солнца. В итоге параметры Земли первичны. Наиболее опасен интервал числа Вольфа 90 ≤ V ≤ 180 и сильный размах колебания во многом зависит от поведения людей.
...
22 10 2026 9:57:15
Статья в формате PDF
160 KB...
21 10 2026 0:19:47
Статья в формате PDF
321 KB...
20 10 2026 9:12:16
Статья в формате PDF
183 KB...
19 10 2026 11:55:41
Статья в формате PDF
253 KB...
18 10 2026 4:25:18
Статья в формате PDF
136 KB...
17 10 2026 7:49:28
По комплексу признаков оценили трaнcформированные урбанизацией лесные фитоценозы, и населяющие их сообщества мелких млекопитающих в лесопарково-парковой зоне крупного промышленного центра. Выявили, что хотя и наблюдаются общие закономерности в группировке фито- и зооценозов в зависимости от уровня и хаpaктера урбаногенного воздействия, но между ними нет полного соответствия. Специфика сообществ мелких млекопитающих определяется не только эдафо-растительными условиями. Ведущим параметром в трaнcформации сообществ является рекреация и сопровождающие ее факторы.
...
16 10 2026 16:27:15
Статья в формате PDF
94 KB...
14 10 2026 16:58:35
Изучены коррелятивные взаимоотношения внутриствольной структуры и деформативно-прочностных свойств срединных, локтевых и седалищных нервов трупов людей обоего пола в возрасте от 21 до 60 лет. Установлено, что на стадии малых деформаций основными структурными компонентами нервов, определяющими их прочность и упругость, являются эластические и коллагеновые волокна соединительнотканных оболочек, преимущественно эпиневрия. Причем роль коллагена с возрастом увеличивается вследствие его накопления и снижения порога компенсации продольных растяжений. При больших деформациях прочность и жесткость нервов детерминируются, преимущественно, нервными волокнами и, в меньшей степени, соединительной тканью оболочек. В момент разрыва, так же как и при пластической деформации, прочность и жесткость нервов определяются в большей степени нервными волокнами и, в меньшей степени, коллагеновыми волокнами эпиневрия и периневрия.
...
13 10 2026 20:40:13
На основании диагностических признаков приводятся доказательства, указывающие на то, что Chytridiomycosis существует в популяциях Rana arvalis на Среднем Урале. Показана методика обнаружения заболевания по аномалиям ротового аппарата личинок и отслеживания динамики частоты встречаемости его в популяции. В экстремальных условиях инфекция поражает ослабленных и ведет к их выбpaковке, что приводит к ускорению адаптации популяции в целом в быстро изменяемой среде.
...
11 10 2026 3:27:37
Статья в формате PDF
100 KB...
10 10 2026 21:33:37
Статья в формате PDF
114 KB...
09 10 2026 15:58:19
Статья в формате PDF
114 KB...
08 10 2026 2:32:34
Статья в формате PDF
395 KB...
07 10 2026 19:39:28
Статья в формате PDF
131 KB...
06 10 2026 7:24:25
Статья в формате PDF
104 KB...
05 10 2026 18:16:38
Статья в формате PDF
262 KB...
04 10 2026 11:20:21
Статья в формате PDF
135 KB...
02 10 2026 19:39:19
Статья в формате PDF
287 KB...
01 10 2026 18:12:45
Статья в формате PDF
150 KB...
29 09 2026 18:12:59
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
