Chemistry, Physics and Technology of Surface, 2011, 2 (3), 276-283.

Humidity Effect on Electrochemical Parameters of the Zirconium Dioxide Anode Films



A. V. Efimenko, T. L. Semenova

Abstract


A study of electrochemical properties of ZrOanode oxide films in the temperature range 300–600 К caused by adsorption-desorption and electron-ionic processes has been carried out. It has been found that conductivity in metal-oxide-metal structures at 300–380 К is determined by humidity and the superficial potential barrier formed due to chemisorption of OH- ions on oxide surface. The peak of thermo-stimulated currents at 450 К is caused by thermo-stimulated desorption of these ions accompanied with electron emission. In the temperature range 450–600 К electrochemical properties are controlled by desorption of these anions from the surface of the films and by oxidation of zirconium matrix.

Full Text:

PDF (Русский)

References


Третьяков Н.Е., Поздняков Д.В., Оранская О.М., Филимонов В.Н. Исследование адсорбции некоторых молекул на двуокиси циркония методом инфракрасной спектроскопии // Журн. физ. химии. – 1970. – Т. 44, № 4. – С. 1077–1083.

Гороховатский Ю.А., Бордовский Г.А. Термоактивационная токовая спектроскопия высокоомных полупроводников и диэлектриков. – Москва: Наука, 1991. – 248 с.

Сесслер Г. Электреты. – Москва: Мир, 1985. – 520 с.

Ефименко А.В., Була В.Г., Тале И.А., Туницкая В.Ф. Исследование энергетического спектра электронных ловушек в самоактивированных кристаллах сульфида цинка методом фракционного термовысвечивания // Журн. прикл. спектроскопии. – 1975. – Т. 13, № 4. – С. 648–653.

Зудов А.И., Зудова Л.А. О формировании отрицательного заряда в анодных пленках в процессе их роста // Электрохимия. – 1973. – Т. 9, № 3. – С. 331–333.

Наймушина С.И., Зудова Л.А., Зудов А.И. О влиянии объемного заряда на рост анодных окисных пленок // Электрохимия. – 1978. – T. 14, № 7. – С. 1044–1048.

Лобушкин В.Н., Соколова И.М., Таиров В.Н. Исследование объемного заряда анодных пленок // Электрохимия. – 1976. – T. 12, № 3. – С. 392–396.

Михо В.В., Колебошин В.Я. О природе поляризационного состояния в окисных пленках алюминия и тантала // Электрохимия. – 1980. – Т. 16, № 12. – С. 1841–1843.

Михо В.В., Воронцов В.Д., Дмитренко З.Ф. Изучение активных центров на поверхности методом термовысвечивания // Кинетика и катализ. – 1976. – Т. 17, № 2. – С. 517–518.

Бедер Л.К., Косюк Л.М. Влияние неоднородности строения алюминиевых анодных оксидных пленок на процессы поляризации. – Москва: Электроника, 1988. – 53 с.

Kpeгep Ф. Химия несовершенных кристаллов. – Москва: Мир, 1969. – 654 с.

Опара Б.К., Фокин М.Н., Втулкин А.В., Кравецкий Г.А. Исследование высокотемпературного окисления циркония в рамках электрохимической модели с учетом поляризационных явлений // Докл. АН СССР. – 1974. – Т. 214, № 6. – С. 1350–1353.

Термодинамические свойства индивидуальных веществ: Справочник. / под. ред. В.П. Глушко. – Москва: Наука,1962. – 622 с.

Жук Н.П. Курс коррозии и защиты металлов. – Москва: Металлургия, 1968. – 408 с.

Чеботин В.Н., Перфильев М.В. Электрохимия твердых электролитов. – Москва: Химия, 1978. – 312 с.

Гордиенко П.С., Ефименко А.В., Семенова Т.Л. Закономерности синтеза и физико-химические свойства оксидных структур анодных пленок диоксида циркония. – Владивосток: Дальнаука, 2001. – С. 26–33.

Малиненко В.П., Одынец Л.Л. О природе асимметрии проводимости и токах утечки оксидно-полупроводниковых конденсаторов // Электронная техника. Сер. 5. – 1972, № 2(27). – С. 71–76.

Young P.L. DC electrical conduction in thin Ta2O5 film. 1. Bulk-limited conduction // J. Appl. phys. – 1976. – V. 47, № 1. – P. 235–241.

Берлинер М.А. Измерение влажности. – Москва: Энергия. – 1973. – 400 с.

Ефименко А.В., Гарбер М.Р., Ильенко Г.К., Семенова Т.Л. Чувствительные элементы к влажности воздуха на основе легированных анодных пленок // Труды Ленинградского Гидрометинститута. – СПб: Гидрометеоиздат. – 1992. – С. 83–89.

Киселев В.Ф., Крылов О.В. Электронные явления в адсорбции и катализе на полупроводниках. – Москва: Наука. – 1979. – 234 с.

Ефименко А.В., Семенова Т.Л., Волкова Л.М. Фазовая диаграмма и механизм полиморфных превращений пленок стабилизированного кальцием ZrO2, полученных микроискровым оксидированием // Изв. РАН. – 1997. – Т. 33, № 11. – С. 1344–1347.

Волынец В.Л., Гордиенко П.С., Ефименко А.В. Влияние поляризационного состояния оксидных покрытий на металлах на стационарный потенциал в водных растворах // Прогрессивные методы и средства защиты металлов и изделий от коррозии: тез. докл. Всесоюз. конф. – Москва: 1988. – С. 38–39.

Харченко Э.П., Марченко В.А. Модифицированный способ получения фазового анодного оксида циркония // Изв. ВУЗов. Сер. Хим. хим. технол. – 1976. – Т. 19, № 2. – С.1742–1745.

Мийата А. Гигрометр с анодно-окисленной пленкой алюминия // Влажность. Измерение и регулирование в научных исследованиях и технике. – Ленинград: Гидрометеорол. изд-во, 1967. – T. 1. – С. 328–344.

Джонсон А.С. Некоторые свойства гигрометра с анодно-окисленной алюминиевой пленкой // Влажность. Измерение и регулирование в научных исследованиях и технике. – Ленинград: Гидрометеорол. изд-во, 1967. – T. 1. – С. 304–327.

Гороховатский Ю.А., Бордовский Г.А. Термоактивационная токовая спектроскопия высокоомных полупроводников и диэлектриков. – Москва: Наука, 1991. – 248 с.

Жукова И.О., Одынец Л.Л. Электрические свойства оксидных пленок на вентильных металлах и механизм электрического выпрямления // Физика полупроводников и металлов. – Москва: Наука, 1964. – С. 18–40.

Киселев А.В., Лыгин В.Н. Инфракрасные спектры поверхностных соединений и адсорбированных веществ. – Москва: Наука, 1972. – 458 с.

Цундель Г. Гидротация и межмолекулярное взаимодействие. – Москва: Мир, 1972. – 404 с.

Моррисон С. Химическая физика поверхности твердого тела. – Москва: Мир, 1980. – 488 с.

Полежаев Ю.М., Кортов B.C., Микшевич М.В., Гаприндашвили А.И. Образование анионньх дефектов при дегидратации окислов и гидроокисей Ti и Zr // Неорган. материалы. – 1975. – Т. 11, № 3. – С. 486–490.

Киселев В.Ф., Крылов О.В. Адсорбционные процессы на поверхности полупроводников и диэлектриков. – Москва: Наука, 1978. – 255 с.

Митрофанов В.В., Фогель В.А. Физика и химия полупроводников. – Ленинград: Судостр. Ленингр., 1965. – 219 с.

Khanna V.K., Nahar R.K. Surface conduction mechanisms and electrical properties of Al2O3 humidity sensor // Appl. Surf. Sci. – 1987. – V. 28, N 33. – P. 247–264.

Волынец В.Д., Гордиенко П.С., Ефименко А.В., Семенова Т.Л. Электрохимическая природа термостимулированных токов МОМ-структур // Электрохимия. – 1990. – Т. 26. – С. 1531–1533.

Ефименко А.В., Семенова Т.Л. Исследования электрохимических свойств анодных пленок диоксида циркония // Электрохимия. – 1999. – Т. 35, № 2. – С. 1325–1332.




Copyright (©) 2011 A. V. Efimenko, T. L. Semenova

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.