RU167518U1 - Installation for producing porous anodic metal oxides and semiconductors - Google Patents

Installation for producing porous anodic metal oxides and semiconductors Download PDF

Info

Publication number
RU167518U1
RU167518U1 RU2015157303U RU2015157303U RU167518U1 RU 167518 U1 RU167518 U1 RU 167518U1 RU 2015157303 U RU2015157303 U RU 2015157303U RU 2015157303 U RU2015157303 U RU 2015157303U RU 167518 U1 RU167518 U1 RU 167518U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bath
electrolyte
pump
semiconductors
nozzle
Prior art date
Application number
RU2015157303U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Антон Орестович Белорус
Никита Вадимович Пермяков
Юлия Михайловна Спивак
Вячеслав Алексеевич Мошников
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ "ЛЭТИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ "ЛЭТИ") filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ "ЛЭТИ")
Priority to RU2015157303U priority Critical patent/RU167518U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU167518U1 publication Critical patent/RU167518U1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области электрохимических процессов, а конкретно, к области устройств для анодного окисления металлов и полупроводников. Установка для получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников содержит анод в виде электропроводящего держателя образца, катод, контактирующий с электролитом, первую ванну с электролитом, контактирующим с образцом, устройство регулирования температуры первой ванны с электролитом, выход которого связан с блоком управления и блок питания, вторую ванну для электролита, устройство регулирования температуры второй ванны с электролитом, первый и второй насосы, при этом каждая из ванн снабжена патрубками, первая ванна для электролита первым и вторым патрубками, расположенными у дна ванны диаметрально противоположно, а вторая ванна для электролита двумя патрубками, первый из которых расположен у края ванны, а второй у дна ванны, таким образом, что жидкостный выход первого насоса соединен с первым патрубком первой ванны для электролита, второй патрубок которой соединен с жидкостным входом второго насоса, жидкостный выход которого соединен со вторым патрубком второй ванны для электролита, первый патрубок которой соединен с жидкостным входом первого насоса, при этом вторая ванна для электролита снабжена фильтром, закрепленным на ее боковых стенках между первым и вторым патрубками, а электрические выходы насосов и выход устройства регулирования температуры второй ванны с электролитом связаны с блоком управления. Установка для получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников позволяет достигать технический результат, заключающийся в повышенииThe utility model relates to the field of electrochemical processes, and specifically, to the field of devices for anodic oxidation of metals and semiconductors. The apparatus for producing porous anodic metal oxides and semiconductors contains an anode in the form of an electrically conductive sample holder, a cathode in contact with an electrolyte, a first bath with an electrolyte in contact with the sample, a temperature control device for the first bath with electrolyte, the output of which is connected to the control unit and the power supply unit, a second bath for electrolyte, a device for controlling the temperature of the second bath with electrolyte, the first and second pumps, while each of the baths is equipped with nozzles, the first bath for elec rolls with the first and second nozzles located diametrically opposite at the bottom of the bath, and the second bath for electrolyte with two nozzles, the first of which is located at the edge of the bath and the second at the bottom of the bath, so that the liquid outlet of the first pump is connected to the first nozzle of the first bath for an electrolyte, the second nozzle of which is connected to the liquid inlet of the second pump, the liquid outlet of which is connected to the second nozzle of the second bath for electrolyte, the first nozzle of which is connected to the liquid inlet of the first pump, when The second bath for the electrolyte is equipped with a filter mounted on its side walls between the first and second nozzles, and the electrical outputs of the pumps and the output of the temperature control device of the second bath with electrolyte are connected to the control unit. Installation for producing porous anodic metal oxides and semiconductors allows to achieve a technical result, which consists in increasing

Description

Полезная модель относится к области электрохимических процессов, а конкретно, к области устройств для анодного окисления металлов и полупроводников. В настоящее время пористые диэлектрики и полупроводники являются перспективными материалами для создания на их основе функциональных элементов сенсорики, оптоэлектроники, МЭМС и других, характеризующихся принципиально новыми возможностями.The utility model relates to the field of electrochemical processes, and specifically, to the field of devices for anodic oxidation of metals and semiconductors. At present, porous dielectrics and semiconductors are promising materials for creating on their basis the functional elements of sensors, optoelectronics, MEMS, and others, characterized by fundamentally new capabilities.

Получение пористых анодных оксидов металлов и полупроводников проводят в установках, основанных на использовании электрохимической ячейки. В таких установках необходимо и достаточно чтобы электрохимическая ячейка содержала электропроводящий держатель образца (анод), ванну с электролитом, катод, контактирующий с электролитом, а также установки содержат устройство регулирования температуры в электрохимической ячейке, блоки управления и питания. Для получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников образец помещают на электропроводящий держатель (анод), а ванну заполняют электролитом. При помощи блоков управления и питания на катод, контактирующий с электролитом, подают отрицательный потенциал, а положительный прикладывают к аноду. При протекании тока по образцу происходит ряд многоступенчатых электрохимических реакций, в ходе которых образуется пористый материал. При этом процесс получения происходит в одном объеме электролита, в связи с этим побочные продукты многоступенчатых электрохимических реакций осаждаются на поверхности образца, что приводит к ухудшению качества получаемого материала.The production of porous anode metal oxides and semiconductors is carried out in installations based on the use of an electrochemical cell. In such installations, it is necessary and sufficient that the electrochemical cell contains an electrically conductive sample holder (anode), a bath with an electrolyte, a cathode in contact with the electrolyte, as well as installations contain a temperature control device in the electrochemical cell, control and power units. To obtain porous anodic metal oxides and semiconductors, the sample is placed on an electrically conductive holder (anode), and the bath is filled with electrolyte. Using control and power units, a negative potential is applied to the cathode in contact with the electrolyte, and a positive potential is applied to the anode. When current flows through the sample, a series of multistage electrochemical reactions take place, during which porous material forms. In this case, the production process takes place in one volume of electrolyte; in this regard, by-products of multistage electrochemical reactions are deposited on the surface of the sample, which leads to a deterioration in the quality of the obtained material.

Известна установка для получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников (RU №2425182, МПК G01B 15/00, опубл. 27.07.2011), которая содержит электрохимическую ячейку, в которой плоский теплопроводящий держатель образца выполнен из химически инертного материала, а рабочий электрод (анод) выполнен в виде полоскового металлического электрода, расположенного по периметру рабочей поверхности образца на его периферии, изолированно от электролита. Установка так же содержит ванну с электролитом, контактирующим с образцом, вспомогательный электрод (катод), контактирующий с электролитом, устройство регулирования температуры в электрохимической ячейке, контактирующее с обратной поверхностью держателя образца, а к обратной поверхности держателя образца прикреплен генератор ультразвуковых колебаний, блок управления и блок питания.A known installation for producing porous anode metal oxides and semiconductors (RU No. 2425182, IPC G01B 15/00, publ. 07/27/2011), which contains an electrochemical cell in which a flat heat-conducting sample holder is made of a chemically inert material, and the working electrode (anode ) is made in the form of a strip metal electrode located along the perimeter of the working surface of the sample at its periphery, isolated from the electrolyte. The installation also contains a bath with an electrolyte in contact with the sample, an auxiliary electrode (cathode) in contact with the electrolyte, a temperature control device in the electrochemical cell in contact with the back surface of the sample holder, and an ultrasonic oscillation generator, a control unit and Power Supply.

Наиболее близкой по технической сущности является установка для получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников представленная в патенте RU №2332528, МПК C25D 11/04, C25D 19/00, опубл. 27.08.2008. Установка содержит электрохимическую ячейку, состоящую из электропроводящего держателя образца (анода), ванны с электролитом, контактирующим с образцом, противоэлектрода (катода) и устройства регулирования температуры в электрохимической ячейке. Также установка содержит блок питания и блок управления. Для получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников образец помещают на электропроводящий держатель (анод), а ванну заполняют электролитом. При помощи блоков управления и питания на катод, контактирующий с электролитом, подают отрицательный потенциал, а положительный прикладывают к аноду. При протекании тока по образцу происходит ряд многоступенчатых электрохимических реакций, в ходе которых образуется пористый материал. При этом процесс получения происходит в одном объеме электролита, в связи с этим побочные продукты многоступенчатых электрохимических реакций осаждаются на поверхности образца, что приводит к ухудшению качества получаемого материала.The closest in technical essence is the installation for the production of porous anode metal oxides and semiconductors presented in patent RU No. 2332528, IPC C25D 11/04, C25D 19/00, publ. 08/27/2008. The installation contains an electrochemical cell, consisting of an electrically conductive sample holder (anode), a bath with an electrolyte in contact with the sample, a counter electrode (cathode) and a temperature control device in the electrochemical cell. The installation also contains a power supply and a control unit. To obtain porous anodic metal oxides and semiconductors, the sample is placed on an electrically conductive holder (anode), and the bath is filled with electrolyte. Using control and power units, a negative potential is applied to the cathode in contact with the electrolyte, and a positive potential is applied to the anode. When current flows through the sample, a series of multistage electrochemical reactions take place, during which porous material forms. In this case, the production process takes place in one volume of electrolyte; in this regard, by-products of multistage electrochemical reactions are deposited on the surface of the sample, which leads to a deterioration in the quality of the obtained material.

Такие установки для получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников не обеспечивают достаточное качество получаемого материала, из-за того, что процесс получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников осуществляется в объеме электролита, находящегося в статичном состоянии. В связи с этим побочные продукты многоступенчатых электрохимических реакций, проходящих в процессе получения материала, осаждаются на поверхности получаемого материала, что приводит к ухудшению его качества.Such plants for producing porous anodic metal oxides and semiconductors do not provide sufficient quality of the material obtained, due to the fact that the process of obtaining porous anodic metal oxides and semiconductors is carried out in the volume of an electrolyte in a static state. In this regard, by-products of multistage electrochemical reactions taking place in the process of obtaining the material are deposited on the surface of the resulting material, which leads to a deterioration in its quality.

Задачей заявляемой полезной модели является создание установки для получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников, позволяющей достигать технический результат, заключающийся в повышении качества получаемого материала.The objective of the claimed utility model is to create a plant for producing porous anodic metal oxides and semiconductors, which allows to achieve a technical result, which consists in improving the quality of the resulting material.

Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что в установку для получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников, содержащую анод в виде электропроводящего держателя образца, катод, контактирующий с электролитом, первую ванну с электролитом, контактирующим с образцом, устройство регулирования температуры первой ванны с электролитом, выход которого связан с блоком управления и блок питания, что в нее дополнительно введены вторая ванна для электролита, устройство регулирования температуры второй ванны с электролитом, первый и второй насосы, при этом каждая из ванн снабжена патрубками, первая ванна для электролита первым и вторым патрубками, расположенными у дна ванны диаметрально противоположно, а вторая ванна для электролита двумя патрубками, первый из которых расположен у края ванны, а второй у дна ванны, таким образом, что жидкостный выход первого насоса соединен с первым патрубком первой ванны для электролита, второй патрубок которой соединен с жидкостным входом второго насоса, жидкостный выход которого соединен со вторым патрубком второй ванны для электролита, первый патрубок которой соединен с жидкостным входом первого насоса, при этом вторая ванна для электролита снабжена фильтром, закрепленным на ее боковых стенках между первым и вторым патрубками, а электрические выходы насосов и выход устройства регулирования температуры второй ванны с электролитом связаны с блоком управления.The essence of the claimed utility model lies in the fact that the installation for producing porous anodic metal oxides and semiconductors, containing an anode in the form of an electrically conductive sample holder, a cathode in contact with an electrolyte, a first bath with an electrolyte in contact with the sample, a device for controlling the temperature of the first bath with an electrolyte the output of which is connected to the control unit and the power supply, which is additionally introduced into it a second bath for electrolyte, a temperature control device for the second bath with electro it, the first and second pumps, each bath equipped with nozzles, the first bath for electrolyte with the first and second nozzles located diametrically opposite at the bottom of the bath, and the second bath for electrolyte with two nozzles, the first of which is located at the edge of the bath, and the second the bottom of the bath, so that the liquid outlet of the first pump is connected to the first nozzle of the first bath for electrolyte, the second nozzle of which is connected to the liquid inlet of the second pump, the liquid outlet of which is connected to the second nozzle of the second They are for an electrolyte, the first nozzle of which is connected to the liquid inlet of the first pump, while the second electrolyte bath is equipped with a filter mounted on its side walls between the first and second nozzles, and the electrical outputs of the pumps and the output of the temperature control device of the second bath with the electrolyte are connected to the unit management.

Отличительными особенностями полезной модели является то, что в ней присутствует система динамической подачи и очистки электролита в процессе получения пористых анодных оксидов металлов или полупроводников, состоящая из первого и второго насосов, первой и второй ванны для электролита и наличия фильтра. Благодаря системе насосов и наличию второй ванны для электролита, осуществляется непрерывная циркуляция электролита в процессе получения материалов. Наличие фильтра позволяет очищать электролит от побочных продуктов многоступенчатых электрохимических реакций, происходящих на границе раздела электролит/образец во время процесса получения.Distinctive features of the utility model is that it contains a system for the dynamic supply and purification of electrolyte in the process of obtaining porous anode metal oxides or semiconductors, consisting of the first and second pumps, the first and second baths for the electrolyte and the presence of a filter. Thanks to the pump system and the presence of a second bath for the electrolyte, continuous circulation of the electrolyte is carried out in the process of obtaining materials. The presence of a filter allows you to clean the electrolyte from by-products of multistage electrochemical reactions that occur at the electrolyte / sample interface during the production process.

В первой ванне для электролита первый и второй патрубки расположены диаметрально противоположно у дна ванны, что позволяет оптимальным образом обеспечивать приток очищенного электролита и отток электролита, содержащего примеси к границе раздела образец/электролит в процессе получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников.In the first electrolyte bath, the first and second nozzles are diametrically opposite at the bottom of the bath, which optimally ensures the flow of purified electrolyte and the outflow of electrolyte containing impurities to the sample / electrolyte interface in the process of obtaining porous anode metal oxides and semiconductors.

Расположение первого патрубка у верхнего края и второго патрубка у дна второй ванны для электролита, а также наличие между ними фильтра обеспечивает эффективную очистку циркулирующего электролита в процессе получения материала.The location of the first nozzle at the upper edge and the second nozzle at the bottom of the second bath for the electrolyte, as well as the presence of a filter between them, ensures effective cleaning of the circulating electrolyte in the process of obtaining the material.

Таким образом, наличие динамической системы подачи и очистки электролита в процессе получения пористых анодных оксидов металлов или полупроводников позволяет минимизировать переосаждение побочных продуктов многоступенчатых электрохимических реакций на образец в процессе получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников, что позволяет улучшить качество получаемых материалов.Thus, the presence of a dynamic electrolyte supply and purification system in the process of obtaining porous anodic metal oxides or semiconductors minimizes the reprecipitation of by-products of multistage electrochemical reactions on a sample in the process of obtaining porous anodic metal oxides and semiconductors, which improves the quality of the materials obtained.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется принципиальной схемой, на которой изображено:The essence of the claimed utility model is illustrated by the circuit diagram, which shows:

Фиг. 1 Установка для получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников.FIG. 1 Installation for producing porous anodic metal oxides and semiconductors.

Установка для получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников (фиг. 1) содержит первую ванну для электролита 1 с первым патрубком 2 и вторым патрубком 3, расположенными диаметрально противоположно у дна первой ванны для электролита 1, вторую ванну для электролита 4, с первым патрубком 5, расположенным у верхнего края второй ванны для электролита 4, и вторым патрубком 6, расположенным у дна второй ванны для электролита 4 и фильтром 12, расположенным между первым 5 и вторым патрубком 6 и закрепленным на боковых стенках второй ванны для электролита 4, первый насос 7, второй насос 8, соединенные трубопроводами с патрубками первой и второй ванн с электролитом, таким образом, что первый патрубок 2 первой ванны для электролита 1 соединен с выходом первого насоса 7, вход которого соединен с первым патрубком 5 второй ванны для электролита 4, второй патрубок 6 которой соединен с выходом второго насоса 8, вход которого соединен со вторым патрубком 3 первой ванны для электролита 1, электропроводящий держатель образца (анод) 9, на котором расположен образец 10, электролит 11, заполняющий первую ванну для электролита 1 и вторую ванну для электролита 2, катод 15, устройство регулирования температуры первой ванны с электролитом 14, и устройство регулирования температуры второй ванны с электролитом 13, электрически связанные с блоком управления 16, с которым так же электрически связаны первый нанос 7, второй насос 8 и блок питания 17.Installation for producing porous anode metal oxides and semiconductors (Fig. 1) contains a first bath for electrolyte 1 with a first pipe 2 and a second pipe 3, located diametrically opposite at the bottom of the first bath for electrolyte 1, a second bath for electrolyte 4, with the first pipe 5 located at the upper edge of the second bath for electrolyte 4 and a second pipe 6 located at the bottom of the second bath for electrolyte 4 and a filter 12 located between the first 5 and second pipe 6 and mounted on the side walls of the second bath for electrolyte 4, the first pump 7, the second pump 8, connected by pipelines to the nozzles of the first and second baths with electrolyte, so that the first nozzle 2 of the first bath for electrolyte 1 is connected to the output of the first pump 7, the input of which is connected to the first nozzle 5 of the second bath for electrolyte 4, the second pipe 6 of which is connected to the output of the second pump 8, the input of which is connected to the second pipe 3 of the first bath for electrolyte 1, an electrically conductive sample holder (anode) 9, on which the sample 10 is located, electrolyte 11 filling the first a second bath for electrolyte 1 and a second bath for electrolyte 2, cathode 15, a temperature control device for the first bath with electrolyte 14, and a temperature control device for the second bath with electrolyte 13, electrically connected to the control unit 16, to which the first load 7 is also electrically connected , the second pump 8 and the power supply 17.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Образец 10 устанавливают на электропроводящий держатель (анод) 9. На образец 10 устанавливают первую ванну для электролита 1, приводя в контакт с образцом. Во вторую ванну для электролита 4 устанавливают фильтр 12. Выход первого насоса 7 через трубопровод соединяют с первым патрубком 2 первой ванны для электролита 1, а его вход с первым патрубком 5 второй ванны для электролита 4. Выход второго насоса 8 через трубопровод соединяют со вторым патрубком 6 первой ванны для электролита 1, а его вход со вторым патрубком 3 второй ванны для электролита 4. Первую ванну для электролита 1 заполняют электролитом 11 требуемого состава таким образом, чтобы катод 15 находился в контакте с электролитом 11. Катод 15 и анод 9 с помощью электрических соединений подключают к блоку питания 17. Со стороны, не контактирующей с образцом электропроводящего держателя (анода) 9, расположено устройство регулирования температуры первой ванны с электролитом 14. Вторую ванну для электролита 4 заполняют электролитом 11, таким образом, чтобы уровень электролита 11 был выше первого патрубка 5. Под второй ванной для электролита 4 устанавливают устройство регулирования температуры второй ванны с электролитом 13. Первый насос 7, второй насос 8, устройство регулирования температуры первой ванны с электролитом 14, устройство регулирования температуры второй ванны с электролитом 13, блок питания связаны с блоком управления 16. С блока управления 16 с помощью системы микроконтроллеров задают нужные параметры для работы первого насоса 7, второго насоса 8, устройства регулирования температуры первой ванны с электролитом 14, устройства регулирования температуры второй ванны с электролитом 13 и включают их. На анод 9 и катод 15 подают напряжение от блока питания 17 заданной величины и полярности (на анод 9 подают положительный потенциал).Sample 10 is mounted on an electrically conductive holder (anode) 9. A first bath for electrolyte 1 is placed on sample 10, bringing it into contact with the sample. A filter 12 is installed in the second bath for electrolyte 4. The output of the first pump 7 through a pipeline is connected to the first pipe 2 of the first bath for electrolyte 1, and its inlet to the first pipe 5 of the second bath for electrolyte 4. The output of the second pump 8 is connected to the second pipe through the pipe 6 of the first bath for electrolyte 1, and its inlet with the second nozzle 3 of the second bath for electrolyte 4. The first bath for electrolyte 1 is filled with electrolyte 11 of the required composition so that the cathode 15 is in contact with the electrolyte 11. The cathode 15 and the anode 9 using electrical connections, connect to the power supply 17. On the side not in contact with the sample of the electrically conductive holder (anode) 9, there is a temperature control device for the first bath with electrolyte 14. The second bath for electrolyte 4 is filled with electrolyte 11, so that the electrolyte level 11 was above the first pipe 5. Under the second bath for electrolyte 4, a temperature control device for the second bath with electrolyte 13 is installed. The first pump 7, the second pump 8, the temperature control device ne a ditch bath with electrolyte 14, a temperature control device for the second bath with electrolyte 13, a power supply connected to the control unit 16. From the control unit 16, using the microcontroller system, the necessary parameters for the operation of the first pump 7, the second pump 8, the temperature control device of the first bath with electrolyte 14, the temperature control device of the second bath with electrolyte 13 and include them. The voltage from the power supply unit 17 of a given magnitude and polarity is supplied to the anode 9 and the cathode 15 (a positive potential is supplied to the anode 9).

В течение определенного времени при поддержании определенной температуры образец 10 выдерживают в выбранном режиме, при этом на его поверхности происходит формирование пористого слоя оксида металла или полупроводника.For a certain time, while maintaining a certain temperature, the sample 10 is kept in the selected mode, while a porous layer of metal oxide or semiconductor is formed on its surface.

В процессе работы установки электролит 11 с примесями из первой ванны для электролита 1 через второй патрубок 3, первой ванны для электролита 4, соединенный трубопроводом с входом второго насоса 8 поступает через второй патрубок 6, соединенный трубопроводом с выходом второго насоса 8, второй ванны для электролита 4 в нее. Далее электролит с примесями проходит очистку через фильтр 12, поступая на вход первого насоса 7, через первый патрубок 5 второй ванны для электролита 4, посредством которого очищенный электролит 11 через выход первого насоса 7, соединенного трубопроводом с первым патрубком 2 первой ванны для электролита 1 поступает в нее.During operation of the installation, the electrolyte 11 with impurities from the first bath for electrolyte 1 through the second nozzle 3, the first bath for electrolyte 4, connected by a pipeline to the inlet of the second pump 8 enters through the second nozzle 6, connected by a pipeline to the output of the second pump 8, the second bath for electrolyte 4 into it. Next, the electrolyte with impurities undergoes cleaning through the filter 12, entering the inlet of the first pump 7, through the first nozzle 5 of the second bath for electrolyte 4, through which the purified electrolyte 11 through the outlet of the first pump 7, connected by a pipeline to the first nozzle 2 of the first bath for electrolyte 1, enters into her.

Благодаря системе насосов и наличию второй ванны для электролита, осуществляется непрерывная циркуляция электролита в процессе получения материалов. Наличие фильтров позволяет очищать электролит от побочных продуктов многоступенчатых электрохимические реакций, происходящих на границе раздела электролит/образец во время процесса получения.Thanks to the pump system and the presence of a second bath for the electrolyte, continuous circulation of the electrolyte is carried out in the process of obtaining materials. The presence of filters allows the electrolyte to be cleaned of by-products of multistage electrochemical reactions that occur at the electrolyte / sample interface during the production process.

Ванны для электролитов могут выполнятся из различного рода материалов, с различными габаритными параметрами, зависящими от технологических условий получения (состав электролита, температура процесса). В соответствии с принципиальной схемой установки (фиг. 1) ванны выполнены из фторопласта, с диаметрами отверстий патрубков 10 мм, первая ванна для электролита может иметь объем 300 мл, вторая ванна для электролита 600 мл. Устройства для регулировки температуры первой и второй ванн для электролита выполнены в виде элементов Пельтье. В качестве фильтра могут быть использованы фильтровальные системы с различного рода параметрами (материал, габаритные размеры), зависящими от технологических условий получаемого материала (состав электролита, температура) и габаритных размеров второй ванны для электролита. В данной установке для получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников выбрана мембрана микрофильтрационная фторопластовая марки МФФК-Г на основе гидрофилизированного фторопласта Ф42Л с размерами пор 150 нм, диаметром 290 мм, рабочим диапазоном температур от -40 до +80°С, закрепленная на боковых стенках второй ванны для электролита на кронштейнах. В качестве насосов могут быть использованы перистальтические насосы. В установке насосы изготовлены на основе шаговых двигателей марки Fulling Motor модели FL35ST36-1004, корпус которых изготовлен с применением 3D печати на основе полипропилена. В качестве трубопроводов могут использоваться трубки для перистальтических насосов марки TYGON моделей АЕ300022 с внутренним диаметром стенки 8 мм и внешним диаметром 11.2 мм.Baths for electrolytes can be made of various kinds of materials, with different overall parameters depending on the technological conditions of production (electrolyte composition, process temperature). In accordance with the installation schematic diagram (Fig. 1), the bathtubs are made of fluoroplastic, with diameters of the nozzle openings 10 mm, the first bathtub for electrolyte can have a volume of 300 ml, the second bathtub for electrolyte 600 ml. Devices for adjusting the temperature of the first and second baths for electrolyte are made in the form of Peltier elements. As a filter, filter systems with various parameters (material, overall dimensions) that depend on the technological conditions of the material obtained (electrolyte composition, temperature) and overall dimensions of the second bath for the electrolyte can be used. In this installation, to obtain porous anode metal oxides and semiconductors, a microfiltration fluoroplastic membrane of the MFKK-G brand based on hydrophilized fluoroplastic F42L with pore sizes of 150 nm, a diameter of 290 mm, an operating temperature range from -40 to + 80 ° C, mounted on the side walls is selected a second bath for electrolyte on the brackets. As pumps, peristaltic pumps can be used. In the installation, the pumps are made on the basis of Fulling Motor stepper motors of the FL35ST36-1004 model, the casing of which is made using 3D printing based on polypropylene. As pipelines, tubes for TYGON brand peristaltic pumps of models AE300022 with an internal wall diameter of 8 mm and an external diameter of 11.2 mm can be used.

В блоке управления в качестве микроконтроллеров для управления шаговыми двигателями насосов может быть использована платформа Arduino Mega на базе микроконтроллера ATmega 2560, который имеет 54 цифровых входа/выходов (14 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 16 аналоговых входов, 4 последовательных порта UART, кварцевый генератор 16 МГц, USB коннектор, разъем питания, разъем ICSP и кнопка перезагрузки. В качестве блока питания используется прибор маркировки Instek GPR-30Н100.In the control unit, Arduino Mega platform based on the ATmega 2560 microcontroller, which has 54 digital inputs / outputs (14 of which can be used as PWM outputs), 16 analog inputs, 4 serial UART ports, can be used as microcontrollers to control stepper pump motors. 16 MHz crystal oscillator, USB connector, power connector, ICSP connector and reset button. Instek GPR-30Н100 marking device is used as a power supply.

Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет улучшить качество получаемых простых анодных оксидов металлов и полупроводников.Thus, the claimed utility model allows to improve the quality of the obtained simple anode metal oxides and semiconductors.

Claims (1)

Установка для получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников, содержащая анод, выполненный в виде электропроводящего держателя образца, катод, выполненный с возможностью контактирования с электролитом, первую ванну для электролита, контактирующего с образцом, устройство регулирования температуры первой ванны с электролитом, выход которого связан с блоком управления устройством регулирования температуры первой ванны с электролитом, и блок питания устройства регулирования температуры первой ванны с электролитом, отличающаяся тем, что она снабжена второй ванной для электролита, устройством регулирования температуры второй ванны с электролитом, первым и вторым насосами, при этом первая ванна для электролита снабжена первым и вторым патрубками, расположенными у дна ванны диаметрально противоположно, а вторая ванна для электролита снабжена фильтром и двумя патрубками, первый из которых расположен у верхнего края ванны, а второй – у дна ванны, при этом жидкостный выход первого насоса соединен с первым патрубком первой ванны для электролита, второй патрубок которой соединен с жидкостным входом второго насоса, жидкостный выход второго насоса соединен со вторым патрубком второй ванны для электролита, первый патрубок которой соединен с жидкостным входом первого насоса, причем фильтр закреплен на боковых стенках второй ванны между первым и вторым патрубками, а электрические выходы насосов и выход устройства регулирования температуры второй ванны с электролитом связаны с блоком управления устройством регулирования температуры первой ванны с электролитом.An apparatus for producing porous anodic metal oxides and semiconductors, comprising an anode made in the form of an electrically conductive sample holder, a cathode configured to contact with an electrolyte, a first bath for electrolyte in contact with the sample, a temperature control device of the first bath with electrolyte, the output of which is associated with the control unit of the temperature control device of the first bath with electrolyte, and the power supply of the temperature control device of the first bath with electrolyte, characterized in that it is equipped with a second bath for electrolyte, a temperature control device for the second bath with electrolyte, first and second pumps, while the first bath for electrolyte is equipped with first and second nozzles located diametrically opposite at the bottom of the bath, and the second bath for electrolyte is equipped with a filter and two nozzles, the first of which is located at the upper edge of the bath, and the second is at the bottom of the bath, while the liquid outlet of the first pump is connected to the first nozzle of the first bath for electrolyte, the second pat the side of which is connected to the liquid inlet of the second pump, the liquid outlet of the second pump is connected to the second nozzle of the second bath for the electrolyte, the first nozzle of which is connected to the liquid inlet of the first pump, the filter mounted on the side walls of the second bath between the first and second nozzles, and the electrical outputs of the pumps and the output of the temperature control device of the second bath with electrolyte is connected to the control unit of the temperature control device of the first bath with electrolyte.
RU2015157303U 2015-12-30 2015-12-30 Installation for producing porous anodic metal oxides and semiconductors RU167518U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015157303U RU167518U1 (en) 2015-12-30 2015-12-30 Installation for producing porous anodic metal oxides and semiconductors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015157303U RU167518U1 (en) 2015-12-30 2015-12-30 Installation for producing porous anodic metal oxides and semiconductors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU167518U1 true RU167518U1 (en) 2017-01-10

Family

ID=58452025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015157303U RU167518U1 (en) 2015-12-30 2015-12-30 Installation for producing porous anodic metal oxides and semiconductors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU167518U1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5616229A (en) * 1994-06-01 1997-04-01 Almag Al Process for coating metals
RU2268325C2 (en) * 2000-04-26 2006-01-20 Жак БОВИР Method of electrolytic oxidation for obtaining ceramic coat on surface of metal (versions)
RU2332528C1 (en) * 2006-12-15 2008-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электронной техники (технический университет) Electrochemical cell for obtaining porous anode metal oxides and semi-conductors

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5616229A (en) * 1994-06-01 1997-04-01 Almag Al Process for coating metals
RU2268325C2 (en) * 2000-04-26 2006-01-20 Жак БОВИР Method of electrolytic oxidation for obtaining ceramic coat on surface of metal (versions)
RU2332528C1 (en) * 2006-12-15 2008-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электронной техники (технический университет) Electrochemical cell for obtaining porous anode metal oxides and semi-conductors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4734416B2 (en) Sulfuric acid electrolysis apparatus, electrolysis method, and substrate processing apparatus
CN106661743B (en) Electrode unit, electrolytic cell provided with electrode unit, electrolytic device, and method for manufacturing electrode of electrode unit
CN102583662B (en) Screen plunger piston flow electrolyzing device and method for treating organic wastewater
CN106573799A (en) Electrolytic ion water generation method and electrolytic ion water generation apparatus
JP5678388B1 (en) Apparatus and method for reducing ion concentration of aqueous liquid held in system, and apparatus including the apparatus
CN109019785A (en) It is a kind of to contain the sink and application method that clean electrolysis unit automatically
JP6869188B2 (en) Reduction water production equipment and reduction water production method
CN105923797A (en) Full automatic descaling and sterilizing device for water body with high flow
US20050279626A1 (en) Wastewater treatment equipment
CN107428567A (en) Electrolytic water generating device
CN206940627U (en) A kind of electric Fenton water treatment facilities
RU167518U1 (en) Installation for producing porous anodic metal oxides and semiconductors
CN106048645A (en) Method for improving oxyhydrogen machine electric energy efficiency by external magnetic field
JP2018076577A (en) Water electrolysis apparatus and method for producing hydrogen water
CN205313690U (en) Integrative processing equipment of titanium alloy micro -arc oxidation and anodic oxidation
CN201240964Y (en) Ultrasonic electrocoagulation-film filtering combined water treating device
CN107208283A (en) Device, method and system for producing and separating gas
CN104164706A (en) Evenly-liquid-spraying batch electrostatic spinning device
KR101573318B1 (en) Apparatus for supplying Electrolyze Ion Water
JP6312876B2 (en) Electrolytic ion water generator
CN205627656U (en) Efficiency of electrodialysis is improved gather electric field membrane electrodialysis device
CN210620338U (en) Apparatus for producing of high pure water
TWM543250U (en) Electroplating equipment structure
JP6430682B2 (en) Operating method of redox flow battery
CN207973813U (en) A kind of aluminium alloy extrusions electrophoretic coating device

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20201231