ФУНКЦІОНАЛЬНІ ПОКРИТТЯ НА СПЛАВАХ ТИТАНУ Автореферат

У вступі обґрунтовано актуальність та доцільність дисертації, сформульовано мету і задачі, визначено об’єкт, предмет і методи дослідження, наукову новизну та практичну значущість роботи.

Перший розділ присвячено аналізу науково-технічної інформації стосовно перспективних методів синтезу функціональних покриттів на сплавах титану, поширених електролітів і режимів, механізму формування оксидних покриттів та їх властивостей. Проаналізовано сучасний стан проблеми отримання на поверхні сплавів титану суцільних гомогенних оксидних покриттів значної товщини з високими адгезійними, антикорозійними та зносостійкими властивостями. Висвітлено напрямки створення на поверхні титану та його сплавів активних матеріалів для знешкодження газових викидів. На підставі аналізу сформульовано задачі досліджень і шляхи їх вирішення.

У другому розділі наведено характеристику матеріалів та розчинів електролітів, методику проведення експериментів, алгоритми обробки отриманих даних із зазначенням використаної технічної апаратури та похибок вимірювань.

Електрохімічні дослідження проводили на сплавах титану ВТ1-0 та ОТ4-1. В ході роботи використовували хімічні реактиви марок "х.ч." та "ч.д.а.". Mікродугове оксидування сплавів титану здійснювали за допомогою стабілізованого джерела постійного струму Б 5-50. Кінетичні параметри анодних реакцій визначали методом лінійної вольтамперометрії (ЛВА) з варіюванням швидкості розгортки потенціалу s = 0,002 – 0,1 В/с. Поляризаційні вимірювання виконували на потенціостаті ПИ-50-1. Корозійну стійкість сплавів оцінювали за результатами імпедансних та поляризаційних досліджень в модельних середовищах на фоні 1 моль/дм³ Na₂SO₄ (рН = 7) при додаванні NaCl, Н₂SO₄ (рН = 1) і NaОН (рН = 11). Швидкість абразивного зношування матеріалів визначали методом Callotte. Каталітичну активність покриттів змішаними оксидами попередньо оцінювали в реакції електролітичного виділення кисню за результатами поляризаційних вимірювань. Дослідження каталітичних властивостей покриттів проводили в модельній реакції окиснення монооксиду вуглецю на спеціалізованому стенді. Вміст монооксиду вуглецю на вході та виході з реактору контролювали за допомогою сигналізаторів-газоаналізаторів "ДОЗОР". Склад матеріалів та оксидних покриттів визначали рентгенофлуоресцентним аналізом за допомогою портативного ("СПРУТ") та енерго-дисперсійного (INCA Energy 350) спектрометрів. Морфологію покриттів досліджували скануючим електронним мікроскопом ZEISS EVO 40XVP (ФМІ ім. Г. В. Карпенка НАНУ). Рентгенівський структурний аналіз покриттів проводили за допомогою приладу ДРОН-3. Мікротвердість за Вікерсом визначали на твердомірі ПМТ-3.

Третій розділ присвячений експериментальному визначенню кінетичних закономірностей та механізму окиснення сплавів титану в поліфосфатних розчинах для встановлення складу електролітів та режимів процесу формування покриттів із необхідним комплексом властивостей методом мікродугового оксидування. Електрохімічні дослідження проводили за триелектродною схемою, як допоміжний застосовували платиновий електрод, значення потенціалу контролювали за хлоридсрібним електродом порівняння. Поляризаційні вимірювання проводили на сплавах титану ВТ1-0 та ОТ4-1 в потенціодинамічному режимі на фоні 1 моль/дм³ Na₂SO₄ у водних розчинах поліфосфату варійованої концентрації.

Анодні поляризаційні залежності сплавів титану ВТ1-0 та ОТ 4-1 у фоновому розчині 1 моль/дм³ Na₂SO₄ та з додаванням 0,001 моль/дм³ поліфосфату представлено на рис. 1. Введення поліфосфату призводить до появи піку на поляризаційній залежності сплаву титану ОТ4-1, однак майже не змінює форму анодної залежності сплаву ВТ1-0. При збільшенні концентрації поліфосфату до 0,1 моль/дм³ (рис. 2), на поляризаційних залежностях сплаву ВТ1-0 спостерігається зростання густини струму, тоді як залежності сплаву ОТ4-1 характеризуються зниженням густини струму, а пік, присутній при 0,001 моль/дм³ поліфосфату, зникає.