Нелан-оксид плюс
Малая инновационная компания
RUS | ENG

Технологии

Главным направлением деятельности нашего предприятия является разработка технологий получения оксидных пленок и покрытий путем наноанодирования металлов и сплавов, а также их последующей модификации для создания композитных покрытий различной функциональности (антикоррозионных, электроизоляционных, антибактериальных, диэлектрических и др.).

Предприятием разработаны технологии получения:

  1. Регулярно-пористых оксидных покрытий, полученных наноанодированием алюминия, титана и их сплавов толщиной от 0,1 до 50 мкм и размерами пор в диапазоне диаметров от 20 до 120 нм.
  2. Каталитически активные наноматериалы на основе жаропрочных сплавов.
  3. Наноразмерные мембраны на основе пористого анодного оксида алюминия.
  4. Высоковольтных электроизоляционных покрытий на алюминии и алюминиевых сплавах.
  5. Тонкопленочные цветные покрытия на алюминии и его сплавах.
  6. Нанокомпозитные покрытия с алюмооксидной матрицей.
  7. Бактерицидные покрытия на основе нанопористых оксидов алюминия.

Предлагаемые предприятием технологии имеют мировую новизну, что подтверждено полученными патентами на наши разработки.

Для получения защитных и декоративных покрытий на металлах успешно применяется метод анодирования, т.е. электрохимического оксидирования металлов в растворах электролитов. Анодирование металлов в растворах электролитов является эффективным методом формирования на их поверхности оксидных пленок по причине достаточно низкой стоимости, большой площади образующегося оксида, а также возможности регулирования условиями анодирования (составом и рН электролита, напряжением и длительностью процесса) структуры и морфологии получаемой пленки. В зависимости от условий процесса можно формировать как плотные, так пористые анодные оксидные пленки.

Анодирование целого ряда металлов (Al, Ti, Nb, Ta и др.) позволяет создавать на поверхности металлов оксидные пленки и покрытия с уникальным самоорганизованным ячеисто-пористым/трубчатым строением. Такой оксид состоит из тонкого барьерного слоя, прилегающего к металлу и толстого пористого, представляющего совокупность гексагонально упакованных пор/трубок, перпендикулярных металлической подложке. Наиболее изученным объектом из класса этих уникальных структур является нанопористый анодный оксид алюминия, впервые сформированный около 60 лет назад. Анодированием алюминия можно получать на его поверхности пористые слои Al2O3 толщиной до сотен микрометров и с размером ячейки от 40 до 500 нм.

Самоорганизованный нанопористый анодный оксид алюминия образуется в условиях равновесия процессов роста и растворения оксидной пленки, что реализуется при анодировании алюминия в слаборастворяющих оксидную пленку электролитах (обычно слабых водных растворах щавелевой, серной и др. кислот).

Анодирование титана во фторсодержащих водных электролитах (обычно растворах серной кислоты с добавкой фтор-ионов) происходит при низких напряжениях 10-20В, приводя к формированию массива нанотрубок оксида толщиной не более 1 мкм и диаметром нанотрубок от 25 до 100 нм. Использование фторсодержащих безводных (или с небольшим содержанием воды) электролитов позволяет сформировать на титане нанотрубчатое оксидное покрытие толщиной несколько сотен микрометров. К тому же, безводные электролиты (на основе этиленгликоля или глицерина) позволяют проводить анодирование титана в диапазоне напряжений от 10 до 60В, а водные лишь от 10 до 30В, что расширяет интервал диаметров формируемых нанотрубок.
Недостатком распространенных технологий получения нанотрубчатых оксидных пленок на поверхности титана является их слабая адгезия к металлической подложке и низкие механические свойства. Тогда как анодирование сплава Ti-Al, начиная с концентрации Al ~37-40% приводит к образованию оксидных слоев с нанопористой структурой с лучшей адгезией к металлической подложке.

Образующиеся при определенных (самоорганизованных) условиях анодирования алюминия, титана, ниобия и ряда других металлов нанопористые или нанотрубчатые оксидные пленки проявляют хорошие каталитические и антибактериальные свойства. Так, самоорганизованное анодирование алюминия позволяет сформировать высокоупорядоченные пористые оксидные пленки с заданным размером пор и толщиной c высокой удельной поверхностью, а также отличной адгезией с металлической подложкой. Анодирование жаропрочного сплава Ti-Al позволяет решить проблему создания устойчивого нанопористого покрытия, проявляющего каталитические свойства благодаря высокой удельной поверхности.

Таким образом, для целого ряда металлов и сплавов можно выбрать оптимальные условия анодирования, при которых происходит формирование на их поверхности наноструктурированных оксидных пленок, характеризующихся регулярным расположением пор или трубок наноразмерного диаметра. Такой процесс в дальнейшем будем именовать «наноанодированием».

К настоящему моменту в активе предприятия находится комплекс технологий наноанодирования алюминия, титана, их сплавов, позволяющих формировать оксидные слои с самоупорядоченнойнанопористой или нанотрубчатой структурой, благодаря которой они имеют огромный спектр как реализованных, так и потенциальных применений. Последующая модификация самоорганизованных оксидных слоев позволяет создавать нанокомпозитные покрытия на металлах и сплавах с широким спектром функциональности.