научный журнал по химии Физикохимия поверхности и защита материалов ISSN: 0044-1856

КОЗЛОВ В.А., НИКИФОРОВА Т.Е. — 2015 г.

Исследовано влияние рН среды на процесс распределения ионов Cо(II), Cu(II), Ni(II) в гетерофазной системе: H2O HCl MСl2–древесная целлюлоза. Особенность механизма протодесорбции катионов металлов объясняется экспериментальной линейной корреляционной зависимостью коэффициента распределения катионов металлов от кислотности среды в логарифмических координатах lg KD = f(pH) с tg 1/4, которая не соответствует классическому механизму простого ионного обмена М2+ на 2Н+. Занижение показателя степени, в которой протона участвует в десорбции катиона металла обусловлено участием в межфазном обмене их носителей – анионов в виде МCl2 и 2HCl, что позволяет трактовать механизм протодесорбции катионов металла в рамках общего уравнения межфазного ионного обмена в молекулярном виде.

АРБУЗОВ А.Б., ДРОЗДОВ В.А., КИРЕЕВА Т.В., ЛАВРЕНОВ А.В., ЛЕОНТЬЕВА Н.Н., ТРЕНИХИН М.В., ШИЛОВА А.В. — 2015 г.

Проведено исследование структурных, морфологических и химических характеристик алюмомедных сплавов до и после контакта с жидкой эвтектикой Ga–In. Методом рентгенофазового анализа (РФА) установлено, что при сплавлении образуются интерметаллиды Al9Cu11.5, Al2Cu и твердые растворы замещения CuAl0.005, CuAl0.14, AlCu0.004. Методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и рентгеновской энергодисперсионной спектроскопии (ЭДС) показано, что для твердых растворов замещения алюминия в меди составов CuAl0.005, CuAl0.14 и индивидуального интерметаллида Al9Cu11.5 при контакте с жидкой эвтектикой Ga–In наблюдается ее поверхностное распространение без существенных морфологических и химических изменений в исследуемых системах. В то же время сплав, содержащий интерметаллид Al2Cu и фазу твердого раствора замещения меди в алюминии состава AlCu0.004, взаимодействует с жидкой эвтектикой Ga–In за счет активирования алюминия как компонента твердого раствора. Данный активированный сплав Al–Cu взаимодействует с жидким трет-бутилхлоридом в присутствии этилена, формируя in situ каталитические Al–Cu–Cl комплексы. Предположено, что данные комплексы образуются в основном за счет растворения фазы твердого раствора замещения меди в алюминии состава AlCu0.004 в среде жидкого трет-бутилхлорида.

ИВАНОВА Т.Е., ИСМАГИЛОВА А.В., ПОВЕТКИН В.В. — 2015 г.

Установлена роль легирующего элемента в формировании структуры и свойств электролитических сплавов меди. Методами рентгеноструктурного анализа (РСА) и растровой электронной микроскопии (РЭМ) показано, что электрохимическое легирование меди легкоплавкими металлами приводит к образованию на катоде пересыщенных твердых растворов (ПТР), измельчению кристаллической структуры, сглаживанию поверхностного рельефа, упрочнению получаемых осадков, повышению их паяемости и коррозионной стойкости в кислых средах.

ЖУРАВЛЁВ Ю.Н., КОРАБЕЛЬНИКОВ Д.В. — 2015 г.

В рамках модели пластины проведено исследование взаимодействия атомов кислорода с (100)-поверхностью лития. Геометрия и электронная структура для Li(100)-поверхности и O/Li(100)-систем определены с помощью программного пакета CRYSTAL09. Рассчитаны параметры атомной структуры, энергии, плотности состояний, зарядовые распределения, заселенности перекрывания и атомные заряды. Установлено, что энергетически наиболее выгодные позиции кислорода соответствуют оксиду Li2O.

ЧАЛЫХ А.Е., ЩЕРБИНА А.А. — 2015 г.

Методами электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии, краевых углов смачивания, ИК спектроскопии МНПВО и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии исследованы молекулярно-химические, структурно-морфологические и энергетические характеристики поверхностей полиэтилентерефталата (ПЭТФ) до и после обработки в плазме высокочастотного (ВЧ) воздушного разряда. Показано, что модификация поверхности ПЭТФ приводит к изменению структурно-морфологических характеристик поверхности, а также образованию окисленных приповерхностных слоев. Методом расслаивания определены адгезионные характеристики субстрата по отношению к стандартному адгезиву. Показано, что в процессе плазмохимической модификации определяющую роль в достижении высокой прочности адгезионных соединений играет значительное увеличение поверхностной энергии субстрата, а именно ее полярной составляющей. Исследована кинетика релаксации поверхностных характеристик субстрата при длительном хранении в лабораторных условиях.

ОСАДЧАЯ Т.Ю., ФЁДОРОВА А.А. — 2015 г.

Экспериментально измерены поверхностные натяжения растворов хлорида натрия в воде и водных растворах диметилформамида (ДМФА) в интервале концентраций растворенных веществ до 1 моль/кг при температурах 298 и 303 K. Установлено, что зависимости поверхностного натяжения растворов электролита от концентрации имеют экстремальный характер независимо от природы растворителя. Полученные зависимости обсуждены с позиций влияния процессов сольватации растворенных веществ на адсорбцию, состав поверхностных слоев и поверхностную активность раствора.

КУКЛИН Р.Н. — 2015 г.

В рамках микроскопического рассмотрения исследованы условия перехода режима идеальной поляризации в фарадеевский процесс на металлическом электроде, когда величина поляризационного потенциала достигает пороговое значение потенциала электрохимической реакции. Предположено, что элементарный акт электронного переноса между металлом и редокс-электролитом возникает на межфазной границе при поляризации, уравнивающей локальный электронный уровень реагента с энергией Ферми электронов металла. Разряд через плотную часть двойного электрического слоя, лимитируемый электронами, происходит вследствие резонансного “просветления” потенциального барьера между металлом и локализованным редокс-состоянием реагента. Получены оценки значения порогового потенциала и тока обмена фарадеевского процесса. Предложен метод рассмотрения элементарного акта электрохимической реакции на основе гамильтониана, описывающего микроскопический механизм краевых сингулярностей (Fermi Edge Singularity). Использование известных решений позволяет объяснить возникновения пороговых сингулярностей поляризационных зависимостей в электрохимии.

БАКЛАНОВА О.Н., ДРОЗДЕЦКАЯ М.С., ДРОЗДОВ В.А., ЛИХОЛОБОВ В.А., ПЬЯНОВА Л.Г., СЕДАНОВА А.В. — 2015 г.

Модифицирована поверхность углеродного мезопористого сорбента ВНИИТУ-1 полимером гликолевой кислоты, обладающим антибактериальными, противовоспалительными свойствами. Синтез проведен в три этапа: 1) пропитка углеродного сорбента 50% водным раствором гликолевой кислоты в течение 8 ч; 2) сушка сорбента в течение часа при температуре 105 ± 2°С; 3) термообработка углеродного сорбента, пропитанного гликолевой кислотой, в течение первого часа при температуре 195 ± 5°С с последующим нагревом в течение 5 ч при температуре 225 ± 5°С. Исследованы образцы углеродного сорбента комплексом физико-химических методов: растровая электронная микроскопия, инфракрасная спектроскопия, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, низкотемпературная адсорбция азота, ядерно-магнитный резонанс, термогравиметрия, рентгеновский микроанализ, С, Н, S, О – анализ. Установлено, что модификатор прочно закреплен на углеродной поверхности сорбента преимущественно в виде олигомеров (гексамеров) гликолевой кислоты. В результате модифицирования происходит значительное увеличение кислородсодержащих групп по сравнению с исходным сорбентом. Синтезированные образцы представляют большой интерес в качестве материалов для сорбционной медицины.

CIGANDA L., БЕЛЬЧИНСКАЯ Л.И., ПЕТУХОВА Г.А., СТРЕЛЬНИКОВА О.Ю., ХОДОСОВА Н.А. — 2015 г.

Установлена возможность регулирования сорбционных процессов на клиноптилолите и нонтроните при кислотной и основной модификациях. Определено влияние структуры алюмосиликатов, природы и концентрации модифицирующего агента на адсорбционные и поверхностные характеристики минеральных сорбентов. Показано повышение сорбционной емкости природных минералов в результате предадсорбционной обработки растворами серной, соляной и азотной кислот, а также растворами гидроксидов натрия и аммония. Установлено неоднозначное влияние природы и концентрации различных модификаторов на адсорбцию формальдегида. При кислотной обработке происходит возрастание удельной поверхности и объема пор минералов. Воздействие гидроксида натрия приводит к уменьшению удельной поверхности нонтронита и увеличению объема пор. Обработка гидроксидом аммония не влияет на поверхностные характеристики сорбентов. Наиболее эффективным модификатором для клиноптилолита при адсорбции формальдегида являются 0.5 М соляная кислота и 1.5 М гидроксид аммония, для нонтронита - 1.0 М раствор серной кислоты.

БАЛДОХИН Ю.В., КАСПАРОВА О.В. — 2015 г.

C применением ядерной -резонансной (мессбауэровской) спектроскопии исследована сверхтонкая структура закаленных (1100°С, 1 ч, вода) сплавов Fe c 30.1 и 40.2% Ni. Использовали метод рассеяния -квантов с поверхности листовых образцов. С помощью пакета компьютерных программ Normos рассчитаны функция вероятности распределения сверхтонких магнитных полей P(Hэф), средняя напряженность эффективного магнитного поля Hэф, изомерный (химический) сдвиг и другие параметры спектров. Проведено сопоставление данных мессбауэровской спектроскопии с коррозионно-электрохимическим поведением сплавов Fe–Ni.

ВАСИЛЬЕВА М.С., КАМИНСКИЙ Н.С., ЛУКИЯНЧУК И.В., НЕДОЗОРОВ П.М., ПЕРМЯКОВ В.В., РУДНЕВ В.С., ТЫРИНА Л.М., УСТИНОВ А.Ю. — 2015 г.

Сочетанием методов плазменно-электролитического оксидирования и пропитки с последующим отжигом на сплаве алюминия получены покрытия, содержащие один или несколько кристаллических оксидов кобальта, меди и церия, нанесенных в различной последовательности. Установлено, что состав поверхностных слоев и каталитическая активность композитов зависят от порядка нанесения активных компонентов на носитель. В поверхностном и приповерхностном слое присутствуют Cu2+, Сu+, Co3+, Ce4+, Се3+. Все исследованные композиты обладают каталитической активностью в реакции окисления СО в СО2. Из изученных наиболее активными являются композиты: CexOy/CuO/SiO2 + Al2O3/Al; CexOy/Co3O4/CuO/SiO2 + Al2O3/Al и CexOy/CuO/Co3O4/SiO2 + Al2O3/Al.

ГАРИЕВА Г.Ф., КУТЕПОВ Б.И., ПАВЛОВА И.Н., ТРАВКИНА О.С., ФОМКИН А.А., ШКОЛИН А.В. — 2015 г.

Синтезированы образцы порошкообразного цеолита LSX высокой фазовой чистоты и близкой к 100% степени кристалличности в NaK-, K-, Na- и Li-формах. С использованием РФА и адсорбционных методов выяснено влияние химической природы и содержания обменного катиона на фазовый состав и характеристики пористой структуры, а также термическую стабильность указанных форм цеолита LSX.

ЦИВАДЗЕ А.Ю., ЧЕРНЯДЬЕВ А.Ю. — 2015 г.

Получена серия мезо-тетра(бензо-12-краун-4)замещенных порфинатов никеля(II), меди(II), цинка(II), палладия(II) и платины(II). Строение комплексов установлено по данным электронной спектроскопии поглощения и MALDI TOF масс-спектрометрии. Проведен анализ люминесцентных свойств порфиринатов металлов в матрице полистирола при 25°С. Измерены значения квантового выхода флуоресценции и фосфоресценции абсолютным методом, определены величины времен жизни флуоресценции и фосфоресценции. На основании полученных результатов проведен анализ механизмов влияния катиона металла-комплексообразователя на люминесцентные свойства макроциклического лиганда в молекулах 12-краун-4-замещенных порфиринатов металлов.

ЛУКИЯНЧУК И.В., МЕДКОВ М.А., НЕДОЗОРОВ П.М., РУДНЕВ В.С., ЯРОВАЯ Т.П. — 2015 г.

Изучены особенности плазменно-электролитического оксидирования нержавеющей стали 12X16H10Т в водном электролите-суспензии с танталовой кислотой, состав и строение формируемых поверхностных пленок. Под воздействием биполярного анодно-катодного тока на стали в течение 10 мин формируются тонкие интерференционные пленки. Поверхность имеет зернистую структуру. Зерна с характерными размерами 10 мкм разделены границами раздела шириной около 1 мкм. Тантал в виде Ta2O5 находится в составе объектов размерами менее 200 нм на границах раздела.

ДМИТРИЕВА Н.Е., ДУНАЕВ С.Ф., КАЗАКОВА Е.Ф., САФОНОВ В.А., ФИШГОЙТ Л.А. — 2015 г.

В статье рассмотрены результаты исследования коррозионных свойств быстрозакаленных и равновесных сплавов на основе алюминия, легированных железом и ванадием. Показано, что коррозионные свойства исследованных систем ухудшаются при увеличении содержания легирующих добавок, а также при переходе сплавов из быстрозакаленного в равновесное состояние. Наблюдаемые эффекты, вероятно, связаны с процессами выделения новых фаз, которые происходят при повышении содержания легирующего компонента, а также в результате термообработки. Следствием этих процессов является увеличение общей площади фазовых границ – предпочтительных мест коррозионных разрушений.

СЕЛЕКТОР С.Л., ШОКУРОВ А.В. — 2015 г.

DOI: 10.7868/S0044185615020163 Список литературы

КИРЮХАНЦЕВ-КОРНЕЕВ Ф.В., СУХОРУКОВА И.В., ШЕВЕЙКО А.Н., ШТАНСКИЙ Д.В. — 2015 г.

С целью придания биоактивным покрытиям TiCaPCON нового качества - антибактериальной активности – материалы были легированы Ag в количестве 0.4–4.0 ат. %. Серебро в состав покрытий вводили двумя методами. Покрытия с содержанием Ag 0.4, 1.2 и 4.0% были получены путем одновременного распыления композиционной мишени TiC0.5 Са3(РО4)2, полученной методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, и металлической мишени Ag. Также было получено покрытие TiCaPCON–Ag (4.0 ат. %) путем ионной имплантации Ag в ранее осажденное покрытие TiCaPCON. Состав и распределение элементов по толщине покрытия исследовали методом оптической эмиссионной спектроскопии тлеющего разряда (ОЭСТР). Структура и морфология покрытий были изучены методом сканирующей электронной микроскопии. Полученные результаты свидетельствуют о формировании наночастиц Ag как в объеме, так и на поверхности покрытий, однако их размер и распределение по толщине покрытия зависели как от концентрации Ag, так и от метода осаждения покрытий. Установлено влияние температуры осаждения покрытия на распределение частиц Ag в покрытии. Исследование кинетики растворения Ag методами масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и электрохимическими методами показало, что скорость растворения Ag определяется соотношением размера наночастиц Ag и толщины оксидного слоя на поверхности.

БОНДАРЕВ А.В., КИРЮХАНЦЕВ-КОРНЕЕВ Ф.В., ЛЕВАШОВ Е.А., ШТАНСКИЙ Д.В. — 2015 г.

Методом магнетронного распыления получены покрытия в системе Mo–Si–B–(N). Контроль содержания азота и кремния в покрытиях осуществлялся за счет использования различных газовых смесей Ar + N2 и варьирования количества сегментов Si в зоне распыления мишени MoSiB. Структура покрытий исследована с применением методов растровой и просвечивающей электронной микроскопии, рентгенофазового анализа, инфракрасной и оптической эмиссионной спектроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния. Механические и трибологические свойства покрытий определены с помощью методов наноиндентирования, скратч-тестирования и трибологических испытаний, в том числе при температурах 20, 500 и 700°C. Исследована жаростойкость покрытий. Установлено, что покрытия с максимальным содержанием Si и N обладают наилучшими свойствами: твердость 32 ГПа, упругое восстановление 66%, низкий коэффициент трения при повышенных температурах, а также жаростойкостью до 1200°C.

БАСКЕВИЧ А.С., ДАНИЛОВ Ф.И., САМОФАЛОВ В.Н., СКНАР И.В., СКНАР Ю.Е., ТКАЧ И.Г. — 2015 г.

Сопоставительный анализ структуры и свойств сплавов Ni–Co, осажденных из метансульфонатных и сульфатных электролитов показал, что покрытия, полученные из метансульфонатного электролита характеризуются более искаженной кристаллической решеткой и повышенными физико-химическими свойствами. Отличительной особенностью метансульфонатного электролита являются его слабые буферные свойства, что приводит к к образованию в приэлектродном пространстве большего количества гидроксидных соединений, встраивающихся в катодный осадок. Адсорбируясь на границах кристаллитов эти частички затрудняют выход дислокаций и рост кристаллитов. В результате этого, при электроосаждении покрытий из метансульфонатного электролита получаются осадки с повышенной микротвердостью и внутренними напряжениями. Избыточное количество неметаллической фазы в межкристаллитном пространстве можно целенаправленно использовать для получения осадков с требуемыми магнитными свойствами. Электроосаждение таких покрытий может быть применено при получении магнитных экранов и магнитопроводов.

АРИСОВА В.Н., ДАНИЛЕНКО Т.И., ЖЕЛТОБРЮХОВ В.Ф., КУДАШЕВ С.В., ТАБАЕВ Б.В., УРМАНЦЕВ У.Р. — 2015 г.

Изучена поверхностная модификация пленок полиэтилентерефталата полифторированными спиртами. Методами рентгенодифракционного анализа, дифференциальной сканирующей калориметрии и ИК Фурье-спектроскопии установлен комплексный характер воздействия модификатора на надмолекулярную структуру сложного полиэфира. Показаны особенности распределения модификатора на поверхности пленки. Рассмотрен стабилизирующий эффект от введения модификатора.