Пористые несущие основы из анодного оксида алюминия для высокотемпературных применений

Цель диссертационной работы - разработка новых режимов анодирования алюминия, приводящих к формированию пористого анодного оксида алюминия с высокой термической и механической стабильностью для высокотемпературных применений. В настоящей работе целенаправленный поиск условий анодирования алюминия, приводящих к формированию малодефектной пористой структуры, реализован с помощью линейной вольтамперометрии. Продемонстрирована предсказательная способность предложенного метода и найдены новые условия упорядочения в различных электролитах и при различных напряжениях анодирования, которые приводят к формированию системы пор со средним расстоянием между центрами соседних каналов от 50 до 420 нм. Это открывает возможность получения АОА с ранее не достижимыми геометрическими параметрами и, как следствие, расширяет область потенциальных применений материала. Сравнительный анализ параметров пористой структуры и особенностей получения АОА в различных электролитах позволил сделать вывод о том, что анодирование алюминия в 1,0 М фосфористой кислоте при 170 В является оптимальным методом формирования пористой несущей основы для устройств, работающих при высоких температурах. В указанных условиях пористая оксидная плёнка с гексагональной упаковкой пор в плоскости и расстоянием между центрами соседних пор ~ 400 нм формируется с высокой скоростью ~ 10 мкм/ч. Для получения пористого АОА со структурой, однородной по всей толщине, предложен подход, который заключается в предварительном анодировании структурированной поверхности металла в слабокислом электролите. Отметим, что разработанный подход универсален и может быть использован для воспроизводимого получения пористого АОА путём анодирования алюминия при высоких напряжениях в различных электролитах. В ходе работы показано, что АОА является перспективным кандидатом на роль несущей основы для планарных устройств, функционирующих при высоких температурах, например, для ТОТЭ. Данный материал обладает высокой проницаемостью благодаря наличию сквозных непересекающихся каналов в структуре, а также демонстрирует высокую термическую и механическую стабильность. Использование АОА после кристаллизационного отжига существенно расширяет области возможного применения данного материала.