Дисперсные оксидные фазы с регулируемой редокс-активностью для получения металл- матричных композитов Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

XVII Всероссийская с международным участием школа - семинар по структурной макрокинетике для молодых ученых имени академика А.Г. Мержанова

ДИСПЕРСНЫЕ ОКСИДНЫЕ ФАЗЫ С РЕГУЛИРУЕМОЙ РЕДОКС-АКТИВНОСТЬЮ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛ-МАТРИЧНЫХ КОМПОЗИТОВ

Саркисов В.В. студент, Логвинович А.С. аспирант, Свиридова Т.В.,

Свиридов Д.В.

Белорусский государственный университет, Минск, val.sarkisov@gmail. com DOI: 10.24411/9999-004A-2019-10019

Интерес к металл-матричным композитам, в виде пленки металла с объемно инкорпорированными частицами различной природы (в частности, оксидов) связан с наблюдающимся при этом улучшением механических свойств, которое, как правило, сочетается с повышенной устойчивостью получаемых покрытий в депассивирующих средах. Среди исследуемых в настоящее время фаз внедрения особое место занимают оксиды переходных элементов (в частности, молибдена и ванадия), способные соосаждаться с матричным металлом по редокс-механизму [1]. В настоящей работе ставилась задача установления возможности редокс-управления электрокристаллизацией металлической матрицы при электрохимическом осаждении композитных пленок.

Дисперсные оксиды MoO3, V2O5 и MoO3:V2O5 (размер частиц 0,5-1 мкм) получали сольвотермическим методом [2] из водных растворов соответствующих оксокислот, синтезированных ионным обменом. По данным рентгеноструктурного анализа триоксид молибдена представлял собой гексагональный M0O3, а оксид-ванадиевая фаза - ксерогель V2O5.

-0,9 -0,8 -0,7 -0,6

I, А/см2

Рис. 1. Поляризационные кривые осаждения никеля и композитов М-Мо03, М-У205,

М^Оз/МоОз.

XVII Всероссийская с международным участием школа - семинар по структурной макрокинетике для молодых ученых имени академика А.Г. Мержанова

Структура смешанного оксида молибдена-ванадия (доля оксида молибдена 40 мол.%) была идентична ксерогелю пентаоксида ванадия, что указывает на изоморфное замещение ионов У(У) в катионных позициях кристаллической решетки на атомы Мо(У1). Это обеспечивает генерацию большого числа центров У(1У) и придает высокую редокс-активность фазе внедрения.

Наблюдающееся в присутствии оксидных частиц снижение перенапряжения электрокристаллизации матричного металла (рис.1) наиболее заметно в случае смешанного оксида молибдена-ванадия, открывающего широкие возможности по осуществлению редокс-промотирования процесса кристаллизации никеля. Результатом является реализация мультицентрового зарождения металлической матрицы как на свободной поверхности катода, так и на поверхности оксидных частиц, что, по данным исследований методом атомно-силовой и просвечивающей электронной микроскопии, приводит к компактированию металлического осадка. Результатом компактирования металлической матрицы является принципиальное повышение устойчивости получаемых композитов в агрессивных средах (коррозионная устойчивость композита на основе смешанного оксида оказывается ~2,3 раза выше коррозионной устойчивости индивидуального никеля и превышает устойчивость композитов на основе оксидов молибдена и ванадия - рис. 2).

Рис. 2. Относительная коррозионная устойчивость пленок никеля и композитов Ni-МоОз, M-V2O5, M-V2O5/M0O3 в 0,5 М H2SO4, 70 °С.

Таким образом, использование смешанных оксидов в качестве фаз внедрения открывает возможность целенаправленного редокс-контроля

электрокристаллизации металлов при образовании металл-матричных композитов.

Список литературы:

1. Sviridova T.V., Stepanova L.I., Sviridov D.V. J. Solid-State Electrochem. 2012. Р. 3799-3803.

2. Sviridova T.V., Stepanova L.I., Sviridov D.V. In: Molybdenum: Characteristics, Production and Applications / ed. by M. Ortiz et al. NY, 2012. P.147-179.