Thermoelastic state of aluminum oxide films obtained by high voltage electrochemical oxidation
Abstract
An analysis of the elastic deformation state of bilateral aluminium oxide grown by the method of high voltage electro-chemical oxidation on a plate made of AMg2 aluminium alloy is executed and the value of Young Modulus ranged from 44 to92 GPa is determined. There is a non-monotonic strong dependence of the elastic modulus on oxidation current density with maximum at 1 A/dm2. A mathematic model for a thermal-elastic state of the oxide film-substrate hard connected system was developed as a ground to calculate the coefficient of linear thermal expansion (CTE) of the aluminium oxide film from experimental data of the thermal strain of the system. The obtained value of CTE equal 11·10-6 K-1 is rather higher of that for MAO aluminium oxide and almost the same for convenient electrochemical aluminium oxide. The examination of crack propagate estimates the temperature of 400°C as an upper limit of film stability. The developed aluminium oxide films are characterized as a promise material for spacecraft application.
About the Authors
V. A. Tamila
Физико-технический институт НАН Беларуси
Belarus
Belarus
A. A. Parshuto
Физико-технический институт НАН Беларуси
Belarus
Belarus
N. M. Chekan
Физико-технический институт НАН Беларуси
Belarus
Belarus
References
1. Wachtman J. B., Cannon W. R., Matthewson M. J. et al. Mechanical properties of ceramics. 2009. Hoboken. P. 416-425.
2. Nie X., Meletisa E. I., Jianga J. C. et al. // Surface and Coatings Technology. 2002. Vol. 149. P. 245.
3. Сокол В. А., Шиманович Д. Л., Литвинович Г. В. // Доклады БГУИР. 2012. № 8. С. 44-49.
4. Jun Zhang, Qi Luo // Applied Mechanics and Materials. 2013. Vol. 319. С. 84-89.
5. Паршуто А. А., Багаев С. И., Чекан Н. М. и др. // VI междунар. науч.-техн. конф. «Современные методы и технологии создания и обработки материалов». Мн., 2011. Кн. 2. С. 294-298.
6. Багаев С. И., Паршуто А. А., Сергеенко С. Е. и др. // 10-я Междунар. конф. ВИТТ. Мн., 2013. С. 155-157.
7. Рудой К. А. Определение модуля Юнга и модуля сдвига: Методические указания по выполнению лабораторной работ. Хабаровск, 2008.
8. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория упругости. М. 1987.
9. Chang jin Xie, Wei Tong. // Acta Materialia. 2005. Vol. 53. P. 477-485.
10. Samantilleke A. P. et al. // Journal of Nano Research. 2013. Vol. 25. С. 77-89.
11. Погребняк А. Д. и др. // Успехи физических наук. 2009. Т. 1, № 179. С. 35-64.
12. Никифоров Г. Д. Металлургия сварки плавлением алюминиевых сплавов. М. 1972. С. 5-12.
13. Росляков И. В., напольский К. С., Евдокимов П. В. и др. // Наносистемы: физика, химия, математика. 2013. Т. 4,№. 1. С. 120-129.
14. Goueffon Y., Mabru C., Labbarere M. et al. // Surface and Coatings Technology. 2010. Vol. 205. P. 2643-2648.
15. Xin Shi-Gang et al. // Surface and Coatings Technology. 2005. Vol. 199. P. 184-188.
16. Aluminum Oxide, Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Ceramic Properties. Accuratus Corporation: http:// accuratus. com/alumox. html. - Дата доступа: 10.07.2014.
17. Евдокимов В. Д., Клименко Л. П., Евдокимова А. Н. Технология упрочнения машиностроительных материалов: Учеб. пособие-справочник. Одесса; Николаев, 2005. C. 163-169.
18. Krajcinovic D., Fonseka G. U // Journal of Applied Mechanics. 1981. Vol. 48, N. 4. Р. 809-815.
19. Чекан Н. М., Акула И. П., Багаев С. И. и др. // Веснік Гродзенскага дзяржаўнага ўніверсітэта імя Янкі Купалы.2013. Сер. 6. Тэхніка. 2013. № 1. С. 24-33.
Review
Views: 472
Email this article 
