Способ получения оксидной пленки на ниобиевых электродах электрохромного индикаторного устройства Советский патент 1986 года по МПК C25D11/26 G09F9/30 

112

Изобретение относится к анодированию ниобия и может быть использовано в электронной технике при изготовлении электрохромных индикаторных устройств.

Цель изобретения - повышение удельной поверхности пленок, обеспечивающей быстродействие электрохромных свойств.

Согласно предлагаемому способу процесс ведут при напряжении 8-12 В в течение 4-9 ч, а в качестве электролита используют раствор 051-2%-ной ортофосфорной и О,7-1,5%-ной плавиковой кислот. - ( .

Ортофосфорная кислота способствует образованию беспористой ной пленки, толщина которой прямо пропорциональна величине формовочного напряжения и составляет 20-30 им для напряжений 8-12 В. При формовочном напряжении менее 6 В окисления иио- бия не происходит. Плавиковая кислота способствует растворению оксидной пленки.. Добавление в электролит плавиковой кислоты существенно меняет кинетику и механизм формования пленки . Наряду с ростом оксидной пленки по нормали к поверхности ниобиевого индикаторного электрода происходит избирательное растворение пленки на поверхности, контактирующей с электролитом. Растворение начинается при переходе в режим постоянного напряжения. Поверхностная плотность образующихся при этом пор размером 2-5 нм составляет 10 -Ю см . Поскольку плотность тока в центре пор существенно больше, чем на их .периферии, преимущественное растворение растущей оксидной пленки происходит за счет роста пор одновременно с ростом пленки. Поры не залечивают

ся , что характерно для анодирования

в нерастворяющихся электролитах. Структура поверхности оксидной гшен- ки со стороны электролита приобретает сотообразный характер, а поры пронизывают оксидную пленку в направлении, перпендикулярном ее поверхности Между ниобиевым электродом и область распространения пор в объеме оксидной пленки сохраняется буферный беспористый слой толщиной 20-30 нм. Вследствие такого строения пленки за счет внутренней поверхности конусообразных пор, упирающихся вершиной конуса в буферный слой, уде-ньная по0

77

5

10 15

5

0

0

5

0

182

верхность оксидной пленки со стороны электролита возрастает в несколько раз по сравнению с пленкой, отформо- анной без раст}зоряюш;его ингредиента. Так как толщина буферного слоя не оказывает заметного влияния на удельную поверхность оксидной пленки, то увеличение ее толщины свыше 30 нм и соответственно использование формовочных напряжений выше 12 нецелесообразно.

Пример 1. Анодирование ниобия в течение 5 ч при комнатной температуре в растворе, содержащем 1% орто.фосфорной и 1% плавиковой кислот. Вспомогательный электрод бьш изготовлен из нержавеющей стали. Формовочное напряжение составляло 10 В.

Электронномикроскопические исследования на просвете отделенной от ниобиевого индикаторного электрода оксидной пле нки показали, что пленка имеет пористую структуру с размером пор со стороны электролита 5-10 нм, поверхностная плотность пор 10 см удельная поверхность такой пленки в 20-25 раз превосходит удельную поверхность пленки, полученной известным способом.

Полученные согласно предложенному способу оксидные пленки на ниобии обладсши выраженным электрохромным эффектом, при этом контраст в 80% достигали в течение 150 мс при напряжении источника питания 0,9 В, в то время, как для пленок, полученных известным способом, контраст в 20% достигали только через 500 мс при напряжении источника питания 2,5В (площадь индикаторного электрода t см), что свидетельствует о преимуществах по быстродействию оксидных пленок на ниобиевых индикаторных электродах, полученных по предлагаемому способу. ;

Пример 2. Анодирование ниобия проводили в растворе 0,1%-ной ортофосфорной и 0,7%-ной плавиковой кислот. Для получения пленок с выра- ,женньм электрохромным эффектом использовали формовочное напряжение 12 В и время анодирования 9 ч.

П р н м е р 3. Анодирование ниобия проводщли в растворе 2%-ной ортофосфорной и 155%-ной плавиковой кислот. Для получения пленок с выраженным электрохромным эффектом использовали

31227718

формовочное напряжение 9 В и время индикаторных устройств, улучшить анодирования 4ч.контрастность отображения, что споИзобретение позволит повысить вто- сббствует снижению утомляемости опе- рое быстродействие электрохромных ратора.