Chimie electronică

Scopul lucrarii

Se efectueaza oxidarea anodica a aluminiului pentru:

1. Obtinerea unui strat de Al2O3 cu porozitate controlata pentru obtinerea unui template nanoporos ideal pentru fabricarea nanotuburilor (NT) si nanofirelor (NW) utilizate pentru obtinerea celulelor solare, a elementelor nano si microoptice sau a cristalelor fotonice;

2. Obtinerea unui strat protector si decorativ rezistent la coroziune.

Introducere

Aluminiul si aliajele de aluminiu prezinta o larga gama de utilizari in domeniul telecomunicatiilor, in electronica si electrotehnica, si pentru structuri aeronautice si aerospatiale.

La expunerea in aer pe suprafata proaspat curatata a aluminiului se formeaza o pelicula de oxid de numai 0,01?m. In atmosfera normala grosimea peliculei creste atingand 0,02 - 0,2 ?m.

Straturi de Al2O3 mai groase si mai uniforme cu rezistenta mai mare la coroziune se pot obtine prin oxidarea chimica, si mai eficient prin oxidarea electrochimica a aluminiului. Procedeul se numeste eloxare. Grosimea peliculei atinge 5 - 30 ?m, in functie de conditiile de lucru (compozitia baii de electroliza, densitate de curent, durata electrolizei). In cazuri speciale, pentru anumite destinatii se depun pelicule pana la 100 - 200 ?m.

Peliculele de Al2O3 obtinute prin oxidarea anodica sunt aderente la substratul metalic, elastice, termorezistente, stabile la coroziunea atmosferica si in anumite medii corozive, si in general au porozitati mari.

Acoperirea aluminiului prin oxidarea anodica, in functie de destinatie are ca scop:

- protectia impotriva coroziunii sau uzurii.

- finisarea decorativa in care aspectul si longevitatea constituie proprietati importante.

- asigurarea proprietatilor electroizolante pentru izolatii electrice;

- obtinerea unui template nanoporos ideal pentru fabricarea nanotuburilor (NT) si nanofirelor (NW).

Oxidul de aluminu poros depus electrochimic reprezinta un strat nanoporos format dintr-un aranjament de celule (nanopori) hexagonale uniforme asezate perpendicular pe suprafata electrodului. Distanta dintre pori, diametrul si adancimea acestora pot fi modificate prin reglarea parametrilor de oxidare anodica precum tensiune, densitate de curent sau compozitia solutiei de electrolit (Figura 8.1)

Fig. 8.1. Prezentarea schematica a structurii stratului de oxid de aluminiu cu principalii parametrii: ? - diametrul porilor, L - distanta intre pori, d - densitatea.

Aceasta structura ordonata cu stabilitate chimica si termica ridicata reprezinta un template nanoporos ideal pentru fabricarea nanotuburilor (nanotubes - NT) si nanofirelor (nanowires - NW) utilizate pentru obtinerea celulelor solare, a elementelor nano si microoptice sau a cristalelor fotonice.

Au fost obtinute astfel prin electrodepunere nanofire metalice de Cu, Ni, Bi, Au, Ag utilizate in nanoelectronica.

Oxidul de aluminiu este un material izolator cu o constanta dielectrica ridicata ce poate fi utilizat la fabricarea dispozitivelor de stocare a memoriei.

Cresterea electrochimica a unor straturi de oxid de aluminiu - Eloxare