SU817099A1 - Способ изготовлени пористыхМЕМбРАН - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТЫХ МЕМБРАН

Изобретение относитс  к техноло- гни изготовлени  пористых изделий, преимущественно пористых мембран из окиси алюмини , и может быть использовано при изготовлении пористых фильтров, эталонных образцов дл  эталонной контактной порометрии, датчиков влажности и других изделий со строго определенной пористостью Известен способ изготовлени  пористых мембран из окиси алюмини , заключающийс  в анодировании алюминиевой фольги и последующем отделени анодной окисной пленки алюмини  путем растворени  алюмини  в селективном травителе l . Однако известный способ ие позвол ет получать пористые мембраны со сквозными порами, что определ етс  особенност ми .процесса анодировани . При электрохимическом анодировани ёшюминиевой фольги на ее поверхности формируетс  анодна  окисна  пленка , состо ща  из двух слоев: наружного пористого и барьерного беспористого (его толщина составл ет обычно несколько сотен ангстрем), ле жащего на границе раздела окиселметалл . Беспористый анодный слой и после растворени  алюмини  закрывает с одной стороны поры анодной пленки-. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ изготовлени  парис тых мембран, включающий анодирование ёшюминиево  фольги и отделение «нодной окисной пленки от подложки . Однако дл  отделени  окисной пленки По известному способу необxoди 4o {фоводить селективное травление алжхм ан  в токсичнс 4 растворе , например брома в этиловом спирте , и последук аее растворение беспористого сло  в кислом растворе (пример 2), приводит к ухудшению качества пористых мембран. Цель изобретени  - повышение качества мембран и упрощение процесса . . Поставленна  цель достигаетс  тем, что алюминиевую фольгу перед анодированием нанос т на подложку, выполнейную из вентильн6го металла, а анодирование провод т ,на глубину, превышающую толщину фольги. Нанесение фольги осуществл ют накатыванием ее на подложку или методом вакуумного напылени . Упрощение процесса достигаетс  за. счет уменьшени  количества oneраций в способе ( с 11 до 7) и за счет исключени  использовани  токсичных растворов травлени .

. При анодировании фольги, нанесенной на подложку из вентильного металла, граница раздела, пористый окисный слой - беспористый барьерный слой, постепенно перемещаетс  вглубь фольги и через определенное врем  достигает поверхности подложки, на которую была нанесена фольга, а при дальнейшем анодировании может пере меститьс  вглуб ь подложки, этом фольга полностью на всю толщину, превращаетс  в пористую анодную окисную пленку, лишенную бгфьерного сло  Адгези  анодной окисной пленки к окисленной г{оверхности подложки значительно ниже, чем адгези  алюминиевой фольги к метсшлической подложке, поэтому анодна  окисна  пленка в виде тон,кой прозрачной мембраны легко отслаиваетс  от поверхности подложки при незначительном механическом воздействии.

Пример 1. Образцы 1-10 изготавливают по предпагаемо у способу . Дл  этого фольгу толщиной 0,1 мм из алюмини  марки А99 обезжиривают в этиловом спирте и накатывают на алюминиевые (марки АД1) листы толщиной 0,8 мм, вырезгиот из листов образцы размером 60К48 hM, анодируют в щавелевокислом электролите в течение 115 мин при плотности тока 2 А/дм (врем  анодировани  пЬд|бирают таким образом, чтобы глубина анодировани  превышала толщину накатной фольги на 5 - 10 мкм), промывают в дистиллированной воде в течение 1 ч, сушат сначала струей сжатого воздуха, а затем в сушильном шкафу при в течение 2 ч. После этого с образцов пинцетом снимают анодные окисиые пленки, в которые превращаетс  накатанна  фольга в процессе анодировани . Пленки предствл ют собой прозрачные мембраны размером мм.

Пример 2. Образцы 11-20 изготавливают по известному способу.Дл  этого листы фольги размером 60X48 0,25 мм из алюмини  А99 обезжиривают этиловым спиртом, покрывают одну сторону химически стойким лаком, анод0 руют в щавелевокислом электролите 105 миН при плотности тока 2 А/дм (врем  анодированн  подбирают таким образом, чтобы толщина мембраны была такой же, как и в примере 1), проьшвают в дистиллированной воде в течение 1 ч, удал ют с образцов защитную лаковую пленку, щюмывают в дистиллированной воде в течение 0,5 ч, выдерживают в раствсфе брома -в этиловом спирте в течение 32 ч (до полного растворени  апкмини ). Полученные таким образом мембраны с целью удалени  барьерного сло  трав т в течение 20 с в

0 растворе, содержащем 35 мл 85%-ной ортофосфорной кислоты и 20 г хромового ангидрида на литр воды,промывают в дагстиллированной воде в течение 1 ч, сушат сиачёша струей сжаS того воздуха, а затем в сушильном шкафу при в течение 2 ч.

Далее на всех образцах измер ют пористость методом вакуумной пропиткм додекансхм,  тхротвердость на микро0 твердомере НМГ-3 и толщину методом иеталло1т афического шлифа.

Результаты измерений приведены в табл. 1,

5 Как пиюно из табл. 1, при одинаковой , толщине, разброс значений пористости мембран, изготовленных по {федлагаемому способу (11,5-11,7%), значительно ниже аналогичного покаА зател  дл  мемОра , изготовленных по известному спосос (13,,9%).

Предлагаемый способ обеспечивает большую taepaocTb и меньший разброс микротвердости (545-570 кГ/мм 5 мембран, чем известный способ / (340-465 кг/квуг) .

Т а б л и

Ц а

римечани е.Превышение толщины мемСраиы

Пример 3. Образцы 21-30 изготовл ют по предлагаемому способу . Дл  этого фольгу толщиной 0,1 мм из алюмини  марки А99 обезжиривают в этиловсж спирте и накатывают на титановые (марки ВТ1-0) листы толщиной 0,5 мм, вырезают из листов образциразмером 60x48 мм, анодируют в щавелевокислом электролите в течение 10 мин при плотности Tojca 2 А/д1«г и напр жении в конце процесса анодировани  90 В (режим анодировани  подобран таким образом,чтобы глубина анодировани  превышала толщину йакатаннойфольги на 0,11 мкм), после чего процесс ведут как в тфимере 1.

Пример 4. Образцы 31-40 также изготавлив4ют по предлагаемоПродолжение таблицы

X

над толщиной фольги, псхледшей на ее изготовление, объ сн етс  приращением объема окисла в процессе анодировани .

му способу. Дл  этого на механически полированные титановые (марки |ВТ 1-0) пластинки размером 60X461 05 мм нанос т методом вакуумного напыле5 ни  в установке УВН-75П-1 пленку алюмини  марки А995 толщиной 4 мкм. Далее о( анодируют в щавелевокислом электролите в течение 12 мин при плотности тока 2 А/дм и напр жении в конце процесса анодировани 

0 90В ( режим анодировани  подобран образом, чтобы глубина анодировани  превышала толщину нанесенного (ниЯчИа 6,11 мкм), после чего процесс ведут так же как ив. при5 мере 1 .Результаты изменений представлены в табл. 2.

Таким образом, предлагаемый способ устран ет главную причину низкого качества пористых мембран - растравливание мембраны при растворении барьерного сло  и загр знение мембраны химическими реагентами и продуктами реакции, что приводит к умен шению разброса параметров, характериэуюошх пористость мембраны (обща  пористость, спектр пор), повышает механическую прочность стабилизирует угол смачивани  и электрофизические свойства мембраны. Значительно улучшаютс  услови  труда, так как при изготовлении мембран исключено Использование токсичных веществ. Благод ФЯ высокой воспроизводи . мости пористости мембраны, изготовТаблица 2

125

570

11,5 11,5 127 565 124 11,6 570 126 11,7

555

125 11,6 565 570 125 11,6 124 560 11,7 125 11,5 555 126 11,7 570 127 560 11,5

5,1

10,1 10,3 5,1

Не измер лась 10,1 5,2 вследствие 5,1 10,4 малой толщины 5,2 10,2 мембран 5,2 10,2 5,1 10,3 5,2 10,1 5,2 10,2 5,1 10,3

ленные пористые мембраны могут быть использованы в качестве эталонов при определений пористости методом эталонной контактной порометрии, в качестве датчиков влажности, в качестве фильтров, используемых дл  обесщелачивани  воды, очистки бытовых I и промлшленгелх сточных вод, дл  ультрафильтрации и диализа пищевых биологических и медицинских объектов.

Кроме того, предлагаемый способ может с успехом использоватьс  в научных исследовани х при изготовлении образцов дл  термоанализа дл  изучени  механических, физико-химических и электро-физических анодных окисных пленок.

Claims (2)

1.Ярсиаинский И.С. и ар. Метод отделени  анодной пленки от поверхности алюминиевого сплава.- Физико-хинш  механических материалов 1972, т. в, W 2, с. 112-114.

2.Патент ША 3850762 кл . 204-11, опублик. 1974.