научная статья по теме АНОДНАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА. ТЕОРИЯ И ОСНОВЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ (РЕЦЕНЗИЯ НА УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Р.А. МИРЗОЕВА И А.Д. ДАВЫДОВА “АНОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ И ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ”, САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, ИЗДАТЕЛЬСТВО ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА, 2013, 382 СТР.) Химия

Текст научной статьи на тему «АНОДНАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА. ТЕОРИЯ И ОСНОВЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ (РЕЦЕНЗИЯ НА УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Р.А. МИРЗОЕВА И А.Д. ДАВЫДОВА “АНОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ И ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ”, САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, ИЗДАТЕЛЬСТВО ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА, 2013, 382 СТР.)»

ЭЛЕКТРОХИМИЯ, 2015, том 51, № 1, с. 106-108

= РЕЦЕНЗИИ =

АНОДНАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА. ТЕОРИЯ И ОСНОВЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ (Рецензия на учебное пособие Р.А. Мирзоева и А.Д. Давыдова "Анодные процессы электрохимической и химической обработки металлов", Санкт-Петербург, Издательство Политехнического университета, 2013, 382 стр.)

БОТ: 10.7868/80424857015010132

Рецензируемое учебное пособие, несомненно, представляет собой оригинальный труд, демонстрирующий современные возможности электрохимических технологий. Его уникальность обусловлена не только его ценностью в качестве учебного пособия в области прикладной электрохимии, но и тем, что авторам, видимо, впервые удалось с единых позиций рассмотреть основы таких различных электрохимических технологий как травление металлов, электрохимическое и химическое полирование, химико-механическое и электролитно-плазменное полирование, оксидирование металлов, включая барьерное оксидирование и пористое, а также процессы электрохимической размерной обработки деталей машин и комбинированные методы обработки поверхности и формообразования. Одной из основных задач преподавания в высшей школе является необходимость совмещения в едином процессе передачи основ уже добытого знания и одновременной демонстрации его относительности, необходимости дальнейшего развития как с точки зрения теории, так и практической реализации в конкретных технологиях. Авторам это удалось в полной мере. В этом им помог сам предмет, которому посвящена книга, поскольку электрохимические методы формирования и управления свойствами поверхности являются одними из бурно развивающихся методов в приложении к задачам микро-и нанотехнологий, а также современных методов металлообработки.

Книга состоит из шести глав. В первой изложены теоретические основы химического и электрохимического растворения металлов в электролите, включая активное анодное растворение, пассивность металлов и пассивное растворение, усиленное полем растворение анодных оксидных пленок и различные виды неустойчивостей фронта оксидирования и анодного растворения. Заканчивается глава предложенной авторами классификацией анодных и химических процессов обработки поверхности металлов. Оригинальность этой классификации, служащей одним из доказательств оригинальности всей книги, за-

ключается в том, что в ее основу положены не какие-либо внешние признаки технологий, а в полном соответствии с общим подходом авторов определенные признаки механизма процессов.

Различным процессам травления металлов (травление печатных плат, частично покрытых фоторезистом, очистка поверхностей от окислов и продуктов коррозии, металлографическое травление, химическая и электрохимическая гравировка и др.) посвящена вторая глава. Содержание этой главы является демонстрацией того, что рецензируемая книга выходит за рамки учебного пособия, поскольку содержит не только теоретические основы различных методов травления, но и конкретные растворы и режимы химических и электрохимических методов травления. Обоснованность такого подхода, используемого авторами и применительно к другим технологиям, изложению которых посвящены последующие главы, обусловлена тем, что в настоящее время описываемые методы могут быть использованы как специалистами-электрохимиками, так и физиками, специалистами в области микроэлектроники, охраны окружающей среды, а также применительно к решению проблем контакта различных имплантантов в человеческом организме и др. Специальный раздел главы посвящен современным тенденциям совершенствования процессов травления.

В третьей главе изложены теоретические основы, электролиты и режимы электрохимического и химического полирования. Рассмотрены механизм сглаживания поверхности, а также основы таких современных процессов как электролитно-плазменное и химико-механическое полирование, возможности их использования для полирования деталей различного назначения. Безусловным достоинством изложения, характерным и для всей книги, являются рекомендации по выбору того или иного процесса полирования для решения конкретных технологических задач, что может помочь специалистам, работающим в различных областях науки и техники.

АНОДНАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

107

Теоретическим основам и применению процессов оксидирования металлов посвящена четвертая глава. Подробно обсуждаются проблемы беспористого (барьерного) и пористого оксидирования. Некоторые разделы этой главы читаются как увлекательный роман (при сохранении строгости научного подхода). В особенности это касается раздела, посвященного самоорганизации процессов пористого оксидирования. Важность этого раздела для специалистов, работающих, например, в области электроники (электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы), а также в области микро- и нанотехнологий (тем-платный электрохимический синтез) несомненна. Именно в этой главе наиболее ярко прослеживается последовательность подхода авторов, демонстрирующих возможности и необходимость как дальнейшего развития теории, так и совершенствования технологий и сфер применения описываемых методов. Более того, такой подход не является простой декларацией, а напрямую следует из описания и соответствующих, известных к настоящему времени, механизмов и уже существующих и применяемых технологий. Это в полной мере относится и к плазменно-электро-литическому оксидированию (т.н. микродуговому оксидированию) — современному, активно развиваемому в разных странах электрохимическому процессу формирования свойств поверхности при напряжениях выше напряжения электрического пробоя оксидного слоя.

Пятая и шестая главы посвящены процессам электрохимической размерной обработки (ЭХРО) деталей машин (включая микрообработку), а также комбинированным методам электрохимической обработки, используемым в машиностроении. Как и применительно к другим разделам и главам книги по каждому из методов обработки можно найти специальную литературу (и не только, естественно, на русском языке). Но рассмотрение технологий, в частности, ЭХРО как части процессов, имеющих более общий характер, осуществляется, насколько известно рецензенту, впервые. Это важно не только с точки зрения методики преподавания, поскольку рассматриваемая книга — это прежде всего учебное пособие, но и с точки зрения дальнейшего развития описываемых технологий.

Важной особенностью рецензируемой книги является то, что в ней приводятся сведения, редко выходящие на страницы солидных руководств, но которые могут оказаться принципиально важными и с точки зрения понимания основ процесса и с точки зрения развития технологии. Как правило, эти сведения оказываются разбросанными по различной специальной научной или патентной литературе. Но это и не научный обзор. К каждой из глав прилагается основательный, но строго отобранный авторами список литературы,

который может помочь двигаться читателю в направлении более углубленного понимания проблемы и методов ее решения.

Поскольку рецензируемая книга — это прежде всего, учебное пособие, после каждого раздела книги приводится курсивом краткое описание процессов и технологий, в нем рассмотренных, что является ее очевидным достоинством.

Как следует из всего вышесказанного, предметом описания процессов, изложенных в книге, являются не только классические электрохимические технологии, имеющие, как минимум, столетнюю историю, например, электрохимического полирования, но и современные, активно развивающиеся. Поэтому терминология различных процессов зачастую не является устоявшейся, а может служить предметом дискуссий. Вообще, проблема терминологии, имеющая только косвенное отношение к собственно процессу, поскольку зачастую технология имеет практическое применение еще до того как созданы основы теории, тем не менее является проблемой очень важной. Неопределенность терминологии, как справедливо отмечают авторы, часто вызывает недоразумения и непонимание самого предмета. А учитывая, что далеко не каждый читатель, слушатель, исследователь, работающий в смежной области или деловой партнер понимает взаимосвязь различных явлений в едином процессе, она может оказаться преградой не только на пути понимания основ процесса, но и при установлении контактов специалистов, работающих в разных областях, что так важно в современных условиях развития науки и технологий. Именно поэтому авторы уделяют этой проблеме пристальное внимание, рассматривая такие процессы как травление (etching), транспассивное растворение или микродуговое оксидирование (micro-arc oxidation, micro-plazma oxidation, spark anodizing etc.). И совершенно естественно то, что терминология, используемая авторами, также может быть предметом обсуждения. Это, в частности, касается используемого авторами термина термическая неустойчивость. По своей физической сущности это, как правило, термокинетическая неустойчивость, обусловленная эффектами взаимного влияния теплопереноса и кинетики электрохимического (химического) процессов. И термин "термокинетическая неустойчивость" (thermokinetic instability) в значительно большей степени передает физический смысл явления. Недооценка потери устойчивости поверхностных пленок в условиях высокоскоростных электродных процессов вследствие термокинетических эффектов приводит авторов к необходимости введения гипотетических дополнительных потенциалов питингообразования для того, чтобы объяснить возрастающую зависимомость выхода по току от плотности тока для т.н. пассивирующих электролитов (стр. 313). Хотя особой необ-

108

ДИКУСАР

ходимости в этом нет, поскольку в целом ряде работ было показано, что такая зависимость является следствием именно термокинетических эффектов. Имеется ряд других более частных замечаний. Например, на стр. 150, говоря о механизме пассивного растворения вольфрама, авторы утверждают, что скорость растворения контролируется скоростью диффузии и миграции гидроксил-ионов к поверхности, что действительно верно, но только до определенных концентраций щелочи. При достаточно высоких концентрациях гидроксил-ионов механизм меняется, и скорость процесса контролируется диффузией растворителя (воды)

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Химия»