ВЛИЯНИЕ ДОБАВКИ В ЭЛЕКТРОЛИТ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ SiO2 НА СОСТАВ И СВОЙСТВА ОКСИДНЫХ СЛОЕВ, ФОРМИРУЕМЫХ ПЛАЗМЕННО-ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМ ОКСИДИРОВАНИЕМ МАГНИЯ


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Магний и его сплавы, благодаря сочетанию легкости и прочностных характеристик, представляют интерес для всех сфер промышленности, требовательных к весу изделий, - кораблестроения, авиации, ракетостроения. Однако поверхностные свойства магниевых сплавов не удовлетворяют многим требованиям, и в настоящий момент не существует эффективного метода их улучшения. Перспективным электрохимическим методом методом модифицирования поверхности магниевых сплавов является плазменно-электролитическое оксидирование (ПЭО), но технология получения при его помощи оксидных слоев нуждается в совершенствовании. Одним из путей модифицирования ПЭО-слоев является добавка в электролит наночастиц. Работа посвящена получению оксидных слоев на магнии методом ПЭО с использованием электролита без наночастиц и при добавке наночастиц SiO2 в электролит. Проведено исследование полученных оксидных слоев методами сканирующей электронной микроскопии, рентгеноспектрального микроанализа, рентгенофазового анализа, инструментального индентирования и электрохимических испытаний. Исследованы структура, элементный и фазовый состав, прочность сцепления с подложкой и коррозионная стойкость оксидных слоев на магнии.
Показано положительное влияние добавок наночастиц SiO2 в электролит на исследованные функциональные свойства оксидного слоя - прочность сцепления с подложкой, коррозионную стойкость. Предположен механизм положительного влияния наночастиц на эти характеристики. В составе оксидного слоя обнаружена фаза силиката магния Mg2SiO4, а также фосфат магния Mg3(PO4)2, что говорит об участии в формировании слоя как компонентов электролита - фосфора, так и внесенных наноразмерных частиц диоксида кремния.

Об авторах

Е. Д. Боргардт

Тольяттинский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: euletech13@gmail.com

Боргардт Евгений Дмитриевич - младший научный сотрудник НИО-4 Научно-исследовательского института прогрессивных технологий.
445020, Тольятти, ул. Белорусская, 14.

Россия

А. В. Полунин

Тольяттинский государственный университет

Email: Anpol86@gmail.com

Полунин Антон Викторович - кандидат технических наук, старший научный сотрудник НИО-4 Научно-исследовательского института прогрессивных технологий.
445020, Тольятти, ул. Белорусская, 14.

Россия

П. В. Ивашин

Тольяттинский государственный университет

Email: ivashinpv@gmail.com

Ивашин Павел Валентинович - кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник НИО-4 Научно-исследовательского института прогрессивных технологий.
445020, Тольятти, ул. Белорусская, 14.

Россия

М. М. Криштал

Тольяттинский государственный университет

Email: krishtal@tltsu.ru

Криштал Михаил Михайлович - доктор физико-математических наук, профессор, ректор.
445020, Тольятти, ул. Белорусская, 14.

Россия

Список литературы

  1. Hussein R.O., Zhang P., Nie X., Xia Y., Northwood D.O. The effect of current mode and discharge type on the corrosion resistance of plasma electrolytic oxidation (PEO) coated magnesium alloy AJ62 // Surface and Coatings Technology. 2011. Vol. 206. № 7. P. 1990-1997.
  2. Николас А., Рольник С. Применение магниевых компонентов в аэрокосмической индустрии // Аэрокосмический курьер. 2011. № 1. С. 42-44.
  3. Magnesium Alloys. Corrosion and Surface Treatments / ed. by F. Czerwinski. London: InTech, 2011. 353 p. ISBN 978-953-307-972-1.
  4. Hanshan D. Surface engineering of light alloys. Aluminium, magnesium and titanium alloys. Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2010. 680 p. ISBN 9781-84569-537-8.
  5. Apelfeld A., Krit B., Ludin V., Morozova N., Vladimirov B., Wud R.Z. The characterization of plasma electrolytic oxidation coatings on AZ41 magnesium alloy // Surface and Coatings Technology. 2017. Vol. 322. P. 127-133.
  6. Суминов И.В., Белкин П.Н., Эпельфельд А.В., Людин В., Крит Б., Борисов А. Плазменно-электролитическое модифицирование поверхности металлов и сплавов. В 2 т. Т. 2. М.: Техносфера, 2011. 512 с.
  7. Криштал М.М., Ивашин П.В., Ясников И.С., Полунин А.В. Влияние добавок наноразмерных частиц SiO2 в электролит на состав и морфологию оксидных слоев, формируемых при микродуговом оксидировании сплава АК6М2 // Металловедение и термическая обработка металлов. 2015. № 7. С. 62-69.
  8. Криштал М.М., Ивашин П.В., Растегаев И.А., Полунин А.В., Боргардт Е.Д. Влияние добавки в электролит наноразмерного диоксида кремния на характеристики оксидных слоев, сформированных микро-дуговым оксидированием на Al-Si сплаве АК9ПЧ // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2014. № 1. С. 48-52.
  9. Криштал М.М., Ивашин П.В., Полунин А.В., Бор-гардт Е.Д., Твердохлебов А.Я. Повышение эффективности технологии микродугового оксидирования алюминиево-кремниевых сплавов // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2015. № 2-2. С. 86-93.
  10. Полунин А.В., Ивашин П.В., Растегаев И.А., Бор-гардт Е.Д., Криштал М.М. Исследование износостойкости оксидных слоев, сформированных микро-дуговым оксидированием на силумине АК9ПЧ в модифицированном наночастицами диоксида кремния электролите // Деформация и разрушение материалов. 2015. № 2. С. 21-25.
  11. Guo J., Wang L., Wang S.C., Liang J., Xue Q., Yan F. Preparation and performance of a novel multifunctional plasma electrolytic oxidation composite coating formed on magnesium alloy // Journal of Materials Science. 2009. Vol. 44. № 8. P. 1998-2006.
  12. Blawert C., Sah S.P., Liang J., Huang Y., Hoche D. Role of sintering and clay particle additions on coating formation during PEO processing of AM50 magnesium alloy // Surface and Coatings Technology. 2012. Vol. 213. P. 48-58.
  13. Lu X., Blawert C., Huang Y., Ovri H., Zheludke-vich M.L., Kainer K.U. Plasma electrolytic oxidation coatings on Mg alloy with addition of SiO2 particles // Electrochimica Acta. 2016. Vol. 187. P. 20-33.
  14. Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Imshinetskiy I.M., Samokhin A.V., Tsvetkov Y.V. Fabrication of Coatings on the Surface of Magnesium Alloy by Plasma Electrolytic Oxidation Using ZrO2 and SiO2 Nanoparticles // Journal of Nanomaterials. 2015. Vol. 2015. P. 154298. doi: 10.1155/2015/154298.
  15. Абзаев Ю.А., Копаница Н.О., Клименов В.А., Саркисов Ю.С., Горленко Н.П., Демьяненко О.В., Завьялов А.П. Моделирование структурного состояния аморфного таркосила // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 3. C. 121-133.
  16. Jenkins R., Snyder R.L. Introduction to X-ray Powder Diffractometry. New York: NY Wiley, 2012. 432 p. ISBN 9781118520918.
  17. Bard A.J., Faulkner L.R. Electrochemical Methods. Fundamentals and Applications. 2nd ed. New York: John Wiley & Sons, 2001. 856 p. ISBN 0-471-04372-9.
  18. Lu X., Blawert C., Kainer K.U., Zheludkevich M.L. Investigation of the formation mechanisms of plasma electrolytic oxidation coatings on Mg alloy AM50 using particles // Electrochimica Acta. 2016. Vol. 196. P. 680-691.
  19. Lu X., Blawert C., Zheludkevich M.L., Kainer K.U. Insights into plasma electrolytic oxidation treatment with particle addition // Corrosion Science. 2015. Vol. 101. P. 201-207.
  20. Lu X., Mohedano M., Blawert C., Matykina E., Arrabal R., Kainer K.U., Zheludkevich M.L. Plasma electrolytic oxidation coatings with particle additions - A Review // Surface and Coatings Technology. 2016. Vol. 307. P. 1165-1182.
  21. Dong E.T., Shen P., Shi L.X., Zhang D., Jiang Q.C. Wetting and adhesion at Mg/MgO interfaces // Journal of Material Science. 2013. Vol. 48. № 17. P. 6008-6017.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© ,



Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах