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アノード酸化

主にアルミニウムニオブ1)タンタル2)などの金属電解液中でアノード分極して酸化するウェットプロセス表面処理です

アルミニウム3)アノード酸化するアルマイト加工などは有名4)電解コンデンサ誘電体の生成にも使います5)

アルミニウムアノード酸化するときの電解液にはホウ酸リン酸6)アジピン酸アンモニウム7)などの緩衝性のある水溶液使うとバリアー型の酸化皮膜が生成しますこのときのイオン電流電場強度対して指数的に増加するため高電場機構呼ばれています

2Al + 3H2O  Al2O3 + 6H+ +6e-8)

アルミニウム溶解するので硫9)シュウ使うとポーラス型の酸化皮膜となります

Al2O3 + 6H+  2Al3+ + 3H2O10)

皮膜中に取り込まれた電解質アニオン移動方向アニオン種類によって異なります

ホウ酸イオンは皮膜ほとんど移動しないがリン酸イオンは皮膜内側にクロム酸イオンモリブデン酸イオンタングステン酸イオンなどは皮膜外側へ移動します

アノード酸化可能な最大電圧ブレークダウン電圧11)といいます

12)13)

関連講義
無機化学実験,工業化学への応用電池アノード酸化チングディスプレイ14)

関連書籍
陽極酸化皮膜の化学15)
電解法による酸化皮膜目次16)

ミュージ > その他の > 金属バット,その他のアイテム
泉 多恵子,科学ゼミⅡ, 講義ノート, (2008).

無機化学 > 工業化学への応用(電池,アノード酸化,エッチング,ディスプレイ)(2009),無機化学実験(2009)
仁科 辰夫,無機化学実験, 講義ノート, (2009).

(1)   Nb2O5 + 10H+ + 10e- ←→   2Nb + 5H2O, = -0.65 V, (反応-224).
(2)    + 10H+ + 10e- ←→   2Ta + 5H2O, = -0.81 V, (反応-360).
(3アルミニウムAluminumAl, = 26.9815 g/mol, (化学種).
(4ミュージ > その他の > 金属バット,その他のアイテム
泉 多恵子,科学ゼミⅡ, 講義ノート, (2008).
(5 > 電解法による酸化皮膜(目次)
馬場宣良, 電解法による酸化皮膜, 槇書店, (1996).
(6リン酸H3PO4(aq), = 97.99522 g/mol, (化学種).
(7アジピン酸アンモニウムNH4OOC(CH2)4COONH4, = 180.20404 g/mol, (化学種).
(8)   3Al + 2H2O →   Al2O3 + 6H+ + 6e-, ?, (反応-477).
(9硫酸sulfuric acidH2SO4, = 98.07948 g/mol, (化学種).
(10)   Al2O3 + 6H+ →   2Al3+ + 3H2O, ?, (反応-478).
(11ブレークダウン電圧(breakdown voltage [ボルト].
(12 > 表面処理と機能化
山下正通、小沢昭弥, 現代の電気化学, 新星社, (1990).
(13 > 表面処理工学 基礎と応用(目次)
表面技術協会, 表面処理工学 基礎と応用, 日刊工業新聞社, (2000).
(14無機化学 > 工業化学への応用(電池,アノード酸化,エッチング,ディスプレイ)(2009),無機化学実験(2009)
仁科 辰夫,無機化学実験, 講義ノート, (2009).
(15 > 陽極酸化皮膜の化学
日本化学会編, 分子レベルからみた界面の電気化学, 東京大学出版会, (197).
(16 > 電解法による酸化皮膜(目次)
馬場宣良, 電解法による酸化皮膜, 槇書店, (1996).