Тезисы
апрель 2017

Катодне травлення поверхні титанових електродів


Леонова О. І. , Черниш Д. М. , Букет О. І.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Дослідження впливу стану поверхні титанових електродів на їх властивості вимагає частого її оновлення перед наступними дослідами. Іноді механічні пошкодження поверхні є недопустимими. Тоді використовують різноманітні варіанти так званого хімічного травлення. Для серії експериментів постає задача скорочення часу демонтажу електродів перед їх обробкою, граничним рішенням якої є електрохімічне травлення електрода безпосередньо у досліджуваному або іншому розчині. Традиційне анодне травлення титану практично неможливе. При цьому “хімічне” травлення сірчаною кислотою з метою зняття оксидних плівок показало себе слабо керованим методом, умови проведення й результат якого погано відтворюються, оскільки концентрацію кислоти й температуру розчину часто необхідно підвищувати “на ходу” щоб запустити процес. Внаслідок цього старт реакції травлення відбувається надто бурхливо, а результуючий стан поверхні принципово відрізняється від попередніх підготовок. Також відбувається надмірна витрата реактивів. Зважаючи на принципову можливість електрохімічної конверсії оксидних плівок титану в його гідрид запропонували проводити катодне травлення.

Встановлено, що на титані оксидні плівки товщиною близько 100 нм в галогенідних розчинах при 0 < рН < 7 катодною поляризацією не усуваються незалежно від величини поляризації. Оксидна плівка перфорується й водень катодно виділяється у її порах. При цьому основна маса оксиду лишається міцно зчепленою з поверхнею. Спроба порушити його адгезію використовуючи імпульсно-реверсну поляризацію у цих розчинах не вдалася. Показано, що оксидні плівки будь-якої товщини й структури видаляються катодною або імпульсною катодною поляризацією до –1 В протягом 5…15 хв у розчині 1 М сульфатної кислоти, у якому титан без поляризації є цілком стійким, завдяки чому такий метод є легко керованим, а його результати добре відтворюються. Проте такий метод вимагає заміни електроліту у досліджуваній комірці на розчин сульфатної кислоти.

Оскільки метою роботи було розроблення простого й ефективного методу оновлення поверхні титану при дослідженнях саме у розчинах галогенідів лужних металів, то спробували модифікувати розчин введенням сульфат-аніонів. При концентрації останніх більше 0.1 М за рН < 2 оксидні плівки вдається усунули за 10 хв чергуванням катодних імпульсів (–1 В; 0.1 с) і релаксації (+0.2 В; 1×10–3 с).