Отзыв от ведущей организации (Упорядочение структуры пористых пленок анодного оксида алюминия)

В идеализированном случае структура анодного оксида алюминия содержитдвумернуюгексагональнуюсеткувертикальныхцилиндрическихканалов,расположенных перпендикулярно поверхности пленки. Следует отметить, чтомеханизм формирования гексагонального массива каналов в плоскости оксиднойпленки в процессе продолжительного анодного окисления алюминия в настоящеевремя до конца не понятен. Все известные условия синтеза, приводящие купорядочению каналов, были подобраны эмпирически, причем на рост оксиднойпленки и ее морфологию оказывают одновременное влияние многие факторы.

В тоже время поиск фундаментальных закономерностей формирования анодного оксидаалюминия с упорядоченным расположением каналов актуален для подбораоптимальных условий анодирования, приводящих к получению пористых структур смалым содержанием дефектов.Исследование влияния кристаллографической ориентации алюминиевойподложки на морфологию пористых оксидных пленок на его поверхности являетсяодним из мировых трендов в данной области исследований, что обусловленонаучной новизной и практической значимостью данной тематики. В частности,исследование морфологии пористых пленок, полученных на металлическихподложках с различной кристаллографической ориентацией, проливает свет нафундаментальные аспекты упорядочения структуры анодного оксида алюминия.Кроме того, открываются новые возможности создания малодефектных пористыхструктур на большой площади путем использования широко распространенныхметодов текстурирования фольг в нужном кристаллографическом направлении,например, прокатки и последующего отжига.

Согласно немногочисленным статьямпо данной проблематике, среди научного сообщества нет единого мнения о влияниимикроструктуры металла на упорядоченность каналов анодного оксида алюминия.Диссертационная работа И.В. Рослякова «Упорядочение структуры пористыхпленок анодного оксида алюминия» по большей части посвящена именновышеуказанной проблематике, и ее постановка отражает мировые тенденции вобласти получения пространственно-упорядоченных материалов и разработкиподходов их количественной аттестации.В этом отношении актуальность исследований И.В.

Рослякова в рамкахдиссертационной работы «Упорядочение структуры пористых пленок анодного2оксида алюминия», посвященных решению нескольких взаимосвязанных проблемнеорганического материаловедения, химии твердого тела и электрохимии, невызывает сомнений. Это подтверждается и поддержкой исследований И.В.Рослякова рядом грантов. Представленные в работе результаты является частьюисследований, проведенных при поддержке Министерства образования и науки РФ(ГК № 14.513.11.0017), а также Российского фонда фундаментальных исследований(гранты №№ 11-03-00627-а, 12-03-00795-а, 13-08-12227_офи_м, 15-08-09012_а) иРоссийского научного фонда (грант № 14-13-00809).Содержание, научная новизна, обоснованность и достоверность научныхположений, результатов и выводов диссертации.Представленная работа состоит из шести глав. В первой главе – введении –обоснованы актуальность работы, поставлены цель и задачи, охарактеризованыположения, которые автор выносит на защиту. Во второй главе рассмотреныфизико-химическиеосновыформированияанодныхоксидныхпленокнаповерхности алюминия, их структура, состав, процессы зарождения и роста, а такжеобобщены имеющиеся в литературе результаты по выбранному направлениюисследования.

В экспериментальной части (третья глава) описаны синтетическиеметодики и аналитические подходы, использованные в работе. При исследованиисинтезированных материалов автор использует комплексный аналитический подход,включающий различные взаимодополняющие методики количественной аттестациипространственно-упорядоченных структур: статистическая обработка изображенийрастровой электронной микроскопии в работе гармонично сочетается с подробныманализом распределения интенсивности на картинах малоуглового рассеяниярентгеновского излучения. Автор выполнил большой объем экспериментальныхисследований, результаты которых наглядно представлены и подробно обсуждаютсяв четвертой главе и завершаются выводами в пятой. Список литературы (шестаяглава) содержит 127 наименований.Научную новизну работы представляют результаты исследования динамикианодного окисления алюминия, а также установление взаимосвязи междупараметрами микроструктуры алюминия и морфологией оксидных пленок,формируемых на его поверхности при различных условиях анодирования.3Авторомвпервыепоказано,чтоприродалимитирующейстадииэлектрохимического окисления алюминия влияет на степень упорядоченностиструктуры формируемых пористых пленок.

Кроме того, отмечено увеличениеоднородности пористой структуры в случае быстрого подъема напряжения дорабочего значения в случае анодного оксида алюминия в «жестких» условиях.В работе впервые получены экспериментальные свидетельства влияниямикроструктуры металлической подложки на распространение ориентационных ипродольных корреляций в структуре пористых пленок анодного оксида алюминия.На основании анализа структуры анодного оксида алюминия, сформированного насингулярных ивицинальныхграняхмонокристаллов алюминия, методамирастровой электронной микроскопии и малоугловой рентгеновской дифракциипредложенмеханизмвозникновениядальнодействующихориентационныхкорреляций системы пор и показано отклонение направления роста каналов отнормали к плоскости образца.Практическая значимость полученных результатов заключается в новыхвозможностях для создания малодефектных пористых структур на большойплощади путем использования широко распространенных методов текстурированияфольг в нужном кристаллографическом направлении, например, методом прокаткии последующего отжига.

Подобные высокоупорядоченные пористые структуры,периодичность которых определяется условиями электрохимической обработки,могут быть использованы в качестве субмикронных аналогов литографическихрешеток для калибровки сканирующих зондовых и растровых электронныхмикроскопов, а также установок малоуглового рассеяния рентгеновского излученияи нейтронов. Найденные в работе корреляции между кристаллографическойориентацией металлической подложки и ориентацией рядов пор в плоскостиобразца показывают необходимость учета ориентации штампа относительноповерхности металла при формировании высокоупорядоченных структур методомнаноимпринт литографии.Результаты работы могут быть использованы в организациях, ведущих работыв областях электрохимического формирования оксидных покрытий на поверхностиалюминия, исследования текстурированных поликристаллических фольг алюминияи других металлов, а также разработки методов аттестации пространственно4упорядоченных наноструктурированных материалов включая Санкт-Петербургскийгосударственный университет, Институт проблем химической физики РАН,Институт общей неорганической химии имени Н.С.

Курнакова РАН, Институтметаллургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН, Институт физическойхимии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН, Институт катализа имени Г.К.Борескова СО РАН, Московский государственный университет тонких химическихтехнологийимениМ.В.Ломоносова,Российскийхимико-технологическийуниверситет имени Д.И. Менделеева.К работе имеются следующие замечания:1.Вразделе3.2диссертантнеобосновалвыборэлектролитов,использованных для анодирования в жестких и мягких условиях.2. В качестве одного из основных исходных материалов автор используеталюминиевые фольги.

Какие-либо сведения о характеристиках этих фольг (заисключением чистоты и толщины) в работе не приведены. Непонятно, проводил лидиссертант входной контроль характеристик фольг.3. В диссертации не обсуждается вопрос о том, как влияет дефектностьисходных образцов алюминия на пористую структуру пленок анодного оксидаалюминия.4. Судя по представленным микрофотографиям (см., например, рис. 4.8), внекоторых случаях поры в пленках оксида алюминия могут иметь эллиптическоесечение.

Механизм образования пор такой формы в диссертации никак необсуждается.5. Для описания дифракционных данных диссертант выбрал функциюЛоренца, однако этот выбор в работе не обоснован.Указанные выше замечания не имеют принципиального характера и неснижают общей положительной оценки работы.Общаяоценкасодержаниядиссертации.Основныерезультатыдиссертационной работы достаточно полно изложены автором в 9 статьях введущихроссийскихизарубежныхнаучныхжурналах,втомчисле,рекомендованных и определенных перечнем ВАК, и доложены на авторитетных5научных конференциях с отечественным и международным участием.

Автореферати публикации полностью отражают содержание диссертации.Диссертация соответствует паспортам специальностей 02.00.21 – химиятвердого тела (в п. 3. Изучение твердофазных химических реакций, их механизмов,кинетики и термодинамики, в том числе зародышеобразования и химическихреакций на границе раздела твердых фаз, а также топохимических реакций иактивированиятвердофазных реагентов; 5.Изучение пространственногоиэлектронного строения твердофазных соединений и материалов; 10.

Структура исвойства поверхности и границ раздела фаз) и 02.00.05 – электрохимия (в пунктах 6.Электрохимические аспекты коррозии и защиты от коррозии; пассивность; теория иприложение процессов образования и растворения фаз (электроосаждение,электрополировка,электрохимическоеформообразование,микро-инаноструктурирование); 10. Микро- и наноэлектрохимия, электро-химическаянанотехнология. Электросинтез функционального назначения).Диссертационная работа И.В. Рослякова «Упорядочение структуры пористыхпленоканодногооксидаалюминия»являетсязаконченнойнаучно-квалификационной работой в области химии твердого тела и электрохимии, всоответствии с п.9 «Положения о присуждении ученых степеней» и полностьюсоответствуеттребованиям,предъявляемымккандидатскимдиссертациямПостановлением Правительства РФ от 24.09.2013 № 842.

В диссертациипредложены научно обоснованные методы управления морфологией пористыхоксидных пленок на поверхности алюминия путем контроля кристаллографическойориентации исходного металла для создания малодефектных пористых структур набольшой площади. Диссертантом решены задачи исследования динамики процессаанодного окисления поликристаллических фольг и монокристаллов алюминия сразличной кристаллографической ориентацией, установления влияния условийэлектрохимического синтеза на морфологию и однородность структуры пористыхоксидных пленок, аттестации морфологии пористых пленок анодного оксидаалюминия и степени упорядочения их структуры с помощью статистическойобработки данных растровой электронной микроскопии, анализа позиционных,ориентационных и продольных корреляций в структуре анодного оксида алюминияс помощью метода малоугловой дифракции рентгеновского (синхротронного)6.