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Electronic conduction of anodized aluminium electrodes

✍ Scribed by S. Ikonopisov


Publisher
Elsevier Science
Year
1969
Tongue
English
Weight
858 KB
Volume
14
Category
Article
ISSN
0013-4686

No coin nor oath required. For personal study only.

✦ Synopsis


Anodic leakage currents je through non-porous oxide films on aluminium at 20Β°C have been investigated. The films were obtained by anodizing Al in an aqueous ammonium borate solution of pH = 6, tirst galvanostatically to the required potential, then potentiostatically until the current density had reached 1 ,uA/cm*. j. was measured as a function of time after applying a given potential U and the observed hysteresis effect investigated. The steady current is different when a given potential is obtained by increasing or decreasing the potential, the difference increasing with the thickness of the oxide layer D. The relationship between je and field strength E across the layer could be described by the equation j, = ae exp &E1/*), where /Ie is a constant, and ae increases with the increase of D. This increase of leakage current with thicker layers is interpreted as due to electron multiplication as a result of impact ionization by electrons, accelerated by the electrical field in the oxide layer. j, does not depend on the composition of the experimental electrolyte after anodizing under standard conditions. Existing theories on anodic leakage conductivity through alumina layers are criticized. R&sum&-Recherches sur les courants de fuite anodiquej,, a travers les films d'oxyde non poreux sur l'aluminium ii 20Β°C. Ces films ont et6 obtenus par anodisation d'ahuninium 21 99,99x dam une solution aqueuse de borate d'ammonium de pH 6, d'abord galvanostatiquement au potentiel voulu, puis potentiostatiquement jusqu'a ce qu'une densite de courant de 1 A/cm' ait et6 atteinte. j. a 6t6 mesurt en fonction du temps, apres avour a !. plique un potentiel dorm6 U et examine l'effet d'hysteresis manifest& Le courant de regime est diff rent quand un potentiel s'etablit en augmentant ou en diminuant le potentiel, la dit&ence s'accroissant avec l'epaisseur de l'oxyde superliciel D. La relation entre je et l'intensite du champ E I,r P travers la couche a pu 6tre exprimee par l'equation: j= = a, exp (Be Ella), oti Be est une constante et ag augmente avec D. Cette augmentation du wurant de fuite avec l'epaisseur des couches est attribuQ a la multiplication des Electrons, comme effet de l'ionisation par chocs des electrons, qui acc&rent le champ Blectrique dam la couche d'oxyde. j, ne depend pas de la composition de 1'6lectrolyte experimente, apres anodisation sous des conditions standards. d'alumine. Critique des theories existantes sur la conductivite de fuite anodique a travers les couches Zusammenfassung-Man untersuchte die anodischen Leckstrome j, in porenfreien Oxydschichten auf Aluminium bei 20Β°C. Die Schichten wurden durch anodische Oxydation von 99,99%igem Aluminium in w&r&em Ammoniumborat bei pH 6 hergestellt, zuerst galvanostatisch bis zum gewiinschten Potential, dann potentiostatisch bis zu einer Stromdichte von 1 ,uA/cn?. jc wurde nach dem Anlegen eines bestimmten Potentials U als Funktion der Zeit gemessen. Dabei wurde der zu beobachtende Hystereseeffekt untersucht. Der Strom, welcher einem bestimmten Potential entspricht, ist verschieden, je nachdem ob das Potential von niederen oder hiiheren Werten her erreicht wurde. Der Unterschied nimmt mit der Dicke D der Oxydschicht zu. E in der Oxydschicht besteht folgender Zusammenhang: Zwischen j, und der Feldsttike je = a, exp [/3,E11r] Dabei ist B. eine Konstante, und a. nimmt mit D zu. Diese Zunahme des Leckstromes mit zunehmender Schichtdicke wird einer Vermehrung der Elektronen info& Stossionisation durch Elektronen zugeschrieben, welche durch das elektrische Feld noch beschleunigt wird. je htigt nicht von der Zusammensetzung des Elektrolyten ab, nach dem unter Standardbedingungen anodisiert worden war. Bestehende Theorien tiber das Leckstromverhalten von Altiniumoxydschichten werden besprochen.


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