СИНТЕЗ ЕЛЕКТРОЛІТИЧНИХ ПОТРІЙНИХ СПЛАВІВ З ВИСОКОЮ МІКРОТВЕРДІСТЮ

Автор(и)

  • Тетяна Ненастіна Харківський національний автомобільно-дорожній університет, завідувач кафедри хімії та хімічної технології; м. Харків, Україна, Україна
  • Микола Сахненко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна, Україна
  • Валерія Проскурина Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна, Україна
  • Людмила Гапонова Харківський національний автомобільно-дорожній університет, м. Харків, Україна, Україна

DOI:

https://doi.org/10.20998/2413-4295.2024.04.07

Ключові слова:

підгрупа заліза, електроосадження, тугоплавкі метали, електролітичні покриття, мікротвердість, густина струму

Анотація

Електроосадження електролітичних сплавів, що складаються з металів підгрупи заліза і цирконію, дозволяє отримувати покриття з унікальним поєднанням фізико-хімічних властивостей, які не можуть бути досягнуті іншими методами нанесення покриттів. Однією з причин, що обмежують використання електролітичних покриттів на основі таких сплавів, є складність керування процесом та прогнозування складу. Властивості сплавів підгрупи заліза, що містять тугоплавкі метали, та їх композитів залежать не тільки від хімічного складу, тобто вмісту тугоплавкого компоненту, але й від умов осадження. Варіювання густини струму поляризації дозволяє осаджувати покриття різного складу, а відповідно, і різних функціональних властивостей. Метою роботи було вивчення впливу параметрів електролізу на хімічний склад, структуру, морфологію поверхні та фізико-механічні властивості покриттів потрійними сплавами CoNiZr. Досліджено формування потрійних сплавів CoNiZr з цитратного електроліту на поверхні міді в імпульсному режимі. Встановлено вплив рН електроліту, перемішування та густини струму на склад, морфологію поверхні та вихід за струмом і мікротвердість потрійних електролітичних сплавів. Отримані покриття характеризуються рівномірно розвиненою поверхнею без тріщин і достатньо високою та відтворюваною мікротвердістю. За результатами проведених експериментів встановлено, що мікротвердість покриття СоNіZr залежить від умов електролізу та властивостей електроліту, а вміст цирконію суттєво не впливає. На підставі проведених досліджень щодо визначення впливу параметрів електролізу на мікротвердість гальванічних покриттів виявлено, що властивості тернарних CoNiZr покриттів залежать від pH електроліту, температури та густини імпульсного струму. Проведені дослідження дозволяють визначити умови отримання якісних покриттів із заданими функціональними властивостями.

Посилання

Skyllas-Kazakos M., Chakrabarti M. H., Hajimolana S. Progress in flow battery research and development. J. Electrochem. Soc., 2011, Vol. 158, R55-R79.

Ponce de Leon C., Frias-Ferrer A., Gonsales-Garcia A. Redox flow cells for energy conversion. Review. J. Power Sources, 2006, Vol. 160, рр.716–732.

Weber A. Z., Mench M. M., Mejers J. P. åt al. Redox flow batteries: a review. J. Appl. Electrochem., 2011, Vol. 41, рр. 1137–1164.

Tsai H. M., Yang S. Y., Ma C. M., Xie X. Preparation and electrochemical properties of graphene-modified electrodes for all-vanadium redox flow batteries. Electroctrocatalysis, 2011, Vol. 23, pp. 2139–2143.

Buccheri B., Ganci F., Patella B., Aiello G., Mandin P., Inguanta R. Ni–Fe alloy nanostructured electrodes for water splitting in alkaline electrolyser. Electrochim. Acta, 2021, Vol. 388, No. 138588, doi:10.1016/j.electacta.2021.138588

Nenastina T. A., Ved’ M. V., Sakhnenko N. D., Proskurina V. O. Effect of Electrolysis Conditions on the Composition and Microhardness of Ternary Cobalt Alloy Coatings. Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 2021, Vol. 57, pp. 59–66, doi: 10.3103/S1068375521010099

Danilov F. I., Sknar I. V., Sknar Yu. E., Pavlenko L. M. Electrodeposition of Ni–Fe alloy from solutions based on deep eutectic solvent ethaline. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii, 2021, no. 6, pp. 11–16, doi:10.32434/0321-4095-2021-139-6-11-16

Ved M., Sakhnenko M., Nenastina T. Corrosion and catalytic properties of galvanic binary d6–8 metal alloys. Phys. Chem. Mech. Mater., 2008, pp. 346–353.

Bersirova O., Kublanovsky V., Nickel–rhenium electrolytic alloys: synthesis, structure, and corrosion properties. Materials Science, 2019, Vol. 54, no. 4, pp. 506–511, doi: 10.1007/s11003-019-00211-4

Nenastina T. A., Ved M. V., Proskurina V. O., Zyubanova S.I. Electrochemical deposition of Co-Mo-W and Co-Mo-Zr coatings from complex electrolytes. Promising Materials and Processes in Applied Electrochemistry, 2019, pp. 60–66.

Yar-Mukhamedova G., Sakhnenko N., Nenastina T. Electrodeposition and properties of binary and ternary cobalt alloys with molybdenum and tungsten. Applied Surface Science, 2018, no. 445, pp. 298–307, doi: 10.1016/j.apsusc.2018.03.171.

Jiang L., Lu J., Pan S. and other. Effect of rare earth salt and perpendicular magnetic field on corrosion resistance and microstructure of CoMoP film in chloride solution. International Journal of Electrochemical Science, 2012, no. 7, pp. 21882200.

Esther P., Kennady J., Saravanan P., Venkataehalam T. Structural and Magnetic Properties of Electrodeposited Ni-Fe-W Thin Films. Journal of Non-Oxide Glasses, 2009, no 3, pp. 301309.

Ozdemir H. C., Nazarahari A., Yilmaz B., Canadinc D., Bedir E., Yilmaz R., Unal U., Maier H. J. Machine learning –informed development of high entropy alloys with enhanced corrosion resistance. Electrochimica Acta, 2024. Vol. 476, 143722, doi: 10.1016/j.electacta.2023.143722

Kushnerov O. I., Ryabtsev S. I., Bashev V. F. Metastable states and physical properties of Co-Cr-Fe-Mn-Ni high-entropy alloy thin films. Molecular Crystals and Liquid Crystals, 2023, Vol. 750 (1), pp. 135, doi: 10.1080/15421406.2022.2073043

Nenastina Т. О., Ved M. V., Sakhnenko M. D, Proskurinа V. О., Zyubanova S. І. Corrosion Resistance of Composite Coatings Based on the Alloys of Cobalt With Refractory Metals. Materials Science, 2021, Vol. 57, no.1, pp. 634–641, doi: 10.1007/s11003-021-00475-9

Yapontseva Y. S., Dikusar A. I., Kyblanovskii V. S. Study of the composition, corrosion, and catalytic properties of Co-W alloys electrodeposited from a citrate pyrophosphate electrolyte. J. Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 2014, Vol. 50, pp. 330–337, doi: 10.3103/S1068375514040139

Wang R., Lu Ya., Ma Ye., Sun Z., Gopalan S. Experimental validation of solid oxide fuel cell polarization modeling: An LSM-YSZ/YSZ/Ni-YSZ case study. Electrochimica Acta, Vol. 361, pр. 137052, doi: 10.1016/j.electacta.2020.137052

Nenastina T. O., Berezhna K. B., Sakhnenko M. D., Buhaievskyi S. O. Degradation of reinforced concrete construction of bridge structures: cоrrosion aspect. Materials Science, 2024, Vol. 59, no. 5, pp. 538–545, doi 10.1007/s11003-024-00809-3

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-29

Як цитувати

Ненастіна, Т. ., Сахненко , М. ., Проскурина , В. ., & Гапонова , Л. . (2024). СИНТЕЗ ЕЛЕКТРОЛІТИЧНИХ ПОТРІЙНИХ СПЛАВІВ З ВИСОКОЮ МІКРОТВЕРДІСТЮ . Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях, (4(22), 56–61. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2024.04.07