Физико-химические свойства покрытий, формируемых на магниевых сплавах методом ПЭО

• Автор: Сидорова, Марина Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 153 с. : ил.

1.1. Физикохимические свойства магния. Преимущества

и недостатки

1.2. Защитные покрытия на магниевых сплавах.

1.2.1. Органические полимерные покрытия

1.2.2. Неорганические покрытия на сплавах магния.

1.3. Влияние состава электролита на свойства ПЭОслоев

на магниевых сплавах

1.3.1. ПЭО в цирконатсодержащих электролитах.

1.3.2. ПЭО в боратных и алюминатных электролитах.

1.3.3. ПЭО в силикатных электролитах.

1.4. Анализ литературных данных и постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.
2.1. Характеристика материалов. Подготовка образцов.
2.2. Установка для плазменного электролитического оксидирования образцов
2.3. Методы исследования структуры и состава поверхностных слоев
2.3.1. Рентгенофазовый анализ и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
2.3.2. Электроннозондовый микроанализ.
2.3.3. Сканирующая электронная микроскопия.
2.4. Изучение электрохимических характеристик ПЭОпокрытий
2.5. Изучение механических свойств оксидных слоев.
2.5.1. Определение микротвердости и упругопластических свойств.
2.5.2. Измерение трибологических характеристик формируемых покрытий
2.6. Определение термостабильности и термоустойчивости покрытий
ГЛАВА 3. ЗАЩИТНЫЕ ОКСИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА МАГНИЕВЫХ СПЛАВАХ
3.1. Влияние состава электролита и режимов ПЭО на физикохимические свойства формируемых покрытий
3.2. Морфология, химический и фазовый состав ПЭОпокрытий на сплаве магния МА8, полученных в силикатнофторидном электролите.
3.3. Электрохимические и механические свойства покрытий, сформированных в различных режимах ПЭО на магниевом сплаве
3.4. Выбор оптимального токового режима формирования покрытий
на магниевых сплавах, перспективных для авиации.
3.5. Изучение состава и свойств ПЭОпокрытий на магниевых сплавах систем , , и .
ГЛАВА 4. ЗАЩИТНЫЕ ПЭОПОКРЫТИЯ НА СПЛАВЕ МАГНИЯ МА8, ПОЛУЧЕННЫЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОРАЗМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
4.1. Формирование защитных композиционных ПЭОслоев с применением органических наноразмерных материалов. Исследование антикоррозионных и трибологических характеристик.
4.2. Формирование ПЭОслоев с применением неорганических наноструктурироваиных порошков.
4.2.1. Исследование антикоррозионных свойств покрытий, сформированных с применением неорганических наноразмерных материалов
4.2.2. Исследование трибологических свойств покрытий, сформированных с применением наноструктурных материалов
Список используемой литературы
Список сокращений
атомная силовая микроскопия
АСУ иК автоматизированная система управления и контроля
БЭ базовый электролит
Д ГА дифференциальнотермический анализ
ДТГ дифференциальная термогравиметрия
ПЭО плазменное электролитическое оксидирование
РФА рентгенофазовый анализ
РФЭС рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
СЭМ сканирующая электронная микроскопия
ТГ термогравиметрия
ТО термическая обработка
УПТФЭ ультрадисперсный политетрафторэтилен
ЭАК эгиленакриловая кислота
ЭЗМА электроннозондовый микроанализ
ЭИС электрохимическая импедансная спектроскопия
ЭЭС эквивалентная электрическая схема
элемент постоянной фазы
ВВЕДЕНИЕ


Общее содержание диссертации и отдельные ее результаты были изложены в докладах на следующих научных, научнотехнических конференциях V Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов Москва, Ii i i ii i i I, i i v i i i i 2 i, Межрегиональной конференции молодых ученых по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов Владивосток, XII Всероссийской молодежной школеконференции по актуальным проблемам химии и биологии Владивосток, Ii , i i i Viv, VIII Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов Физикохимия и технология неорганических материалов Москва, . Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано печатных работ, в том числе 8 статей в рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК, 3 статьи в других периодических изданиях, 5 материалов конференций и один патент РФ. Личный вклад автора. Часть экспериментальных исследований проведена при участии сотрудников Института химии ДВО РАН. Соответствие паспорту научной специальности. Изучение физикохимических свойств систем при воздействии внешних полей, а также в экстремальных условиях высоких температур и давлений, Физикохимические основы химической технологии. Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка использованной литературы. Содержание диссертации изложено на 3 страницах машинописного текста, содержит таблицу, рисунка. Список литературы включает 5 наименований. ГЛАВА 1. Физикохимические свойства магния. Магний химически активный, легкий металл почти в 5 раз легче меди, в 4,5 раза железа в 1,5 раза алюминия, находится во II группе Периодической системы Д. И. Менделеева. По содержанию основных химических элементов в земной коре в ряду конструкционных металлов магний занимает третье место 2,8 масс. Температура плавления магния составляет 0 С, температура кипения С, но в обычных условиях его довольно трудно расплавить нагретый на воздухе до С чистый магний вспыхивает и мгновенно сгорает ослепительно ярким пламенем 2. Магний обнаруживает сильно электроположительный характер, который определяется его положением в левой части электрохимического ряда напряжений металлов, а также сильным сродством к электроотрицательным элементам. В основном магний используется в конструкциях, для которых вес является критичной величиной. Поскольку уменьшением плотности достигается максимальное снижение веса, легкие металлы ассоциируют с транспортом, в особенности с аэрокосмической техникой 1, . Среди деталей из магниевых сплавов, применяемых и имеющих перспективу использования в современных легковых машинах, можно выделить диски колес, картеры двигателя и коробки передач, корпуса масляных насосов, рулевое колесо, детали сидений, кронштейны, стойки и др. Общий вес магниевых изделий может достигать 0 кг на машину, что, по некоторым оценкам, эквивалентно примерно 0 кг стали 5. С развитием портативной электроники в последние десятилетия снижение веса деталей и конструкций также приобретает ярко выраженную направленность. В настоящее время из магниевых сплавов изготавливают корпуса ноутбуков, мобильных телефонов, видеокамер, фотоаппаратов, оправы для очков и др. Немаловажное значение вес изделий имеет в военной и спортивной индустрии . Рис. Низкая плотность магниевых сплавов сочетается с их легкой механической обрабатываемостью, высокой демпфирующей способностью, хорошей свариваемостью и удовлетворительным запасом пластичности 6, 9, . Несмотря на то что пластичность и технологичность магния несколько уступают алюминию вследствие гексагональной структуры кристаллической решетки металла, а модуль его упругости примерно в два раза меньше, чем у алюминия, и в пять раз меньше, чем у стали , этот материал находится в приоритетных разработках ведущих конструкторских организаций по созданию новых перспективных материалов для применения в авиастроении и космической технике. Главными же недостатками, ограничивающими широкое практическое использование магниевых сплавов, являются их низкая износостойкость и сопротивляемость коррозии 5, .