膜科学技術ジャーナル

概要

ナノメートルスケールの電気化学インピーダンス分光法による陽極酸化アルミニウムの酸化バリア膜の構造と特性

K. ハビブとK. アル・ムハンナ

本研究では、陽極酸化アルミニウム-マグネシウム (Al-Mg) 合金の電気化学的挙動および酸化バリア膜厚に対するアニール処理の影響を調査しました。陽極酸化 Al-Mg 合金の分極抵抗 (RP)、溶液抵抗 (RSol)、交流インピーダンス (Z)、二重層容量 (CdL) などの電気化学パラメータを、電気化学インピーダンス分光法 (EIS) 法により、-1 % H2SO4 の範囲の硫酸溶液中で測定しました。次に、陽極酸化 Al-Mg 合金の酸化膜厚を、硫酸濃度 (-1 % H2SO4) の関数として、受け取ったサンプルとアニールしたサンプルの状態で、得られた電気化学パラメータから決定しました。硫酸濃度 4% と 2% H2SO4 で、受け取ったサンプル (4.2 nm) とアニールしたサンプル (0.63 nm) の最適酸化膜の厚さをそれぞれ決定しました。受け取ったサンプルの酸化膜厚が焼きなましサンプルの酸化膜厚よりも厚い理由は、受け取ったサンプルは焼きなましサンプルに比べて熱力学的に不安定（化学的に活性が高い）であるためです。アルミニウム基板上に酸化膜が形成されるメカニズムを解釈するために、数学モデルが開発されました。アルミニウム基板上に酸化膜が形成される数学モデルは、本研究の次の課題として提案されました。