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

Архив научных статейиз журнала «Физикохимия поверхности и защита материалов»

  • ОСОБЕННОСТИ АНАЛИЗА ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ПЛЕНОК КАРБОНИТРИДА БОРА МЕТОДОМ ЭДС

    КОСИНОВА М.Л., МАКСИМОВСКИЙ Е.А., РУМЯНЦЕВ Ю.М., СУЛЯЕВА В.С. — 2014 г.

    Рассматриваются особенности анализа элементного состава тонких пленок карбонитрида бора методом энергодисперсионной спектроскопии. Пленки исследовались также методами ИК-спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии с целью получения данных об их элементном составе, типах химических связей и морфологии поверхности. Изучено влияние толщины пленок и энергии электронного пучка на результаты энергодисперсионного анализа.

  • ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ ЦИКЛИЧЕСКОГО ПОЛИЭФИРА НА МИКРОСТРУКТУРУ, КИНЕТИКУ ОСАЖДЕНИЯ И НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА НИКЕЛЕВЫХ И НИКЕЛЬОРГАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

    БУРДИНА Е.И., СКИБИНА Л.М., СОКОЛЕНКО А.И. — 2014 г.

    Поляризационными исследованиями показано, что увеличение содержания краун-эфира (КЭ) в сульфатном электролите никелирования приводит к значительному увеличению поляризации катодного процесса, снижению выхода металла по току и скорости его осаждения, улучшению качества покрытий (адгезия, микротвердость, равномерность, мелкокристалличность). Введение в сульфатный электролит N-метилпирролидона (МП) снижает эффективность 15-краун-5: поляризационные кривые сдвигаются в область менее отрицательных значений, электрохимический контроль процесса сменяется диффузионным. В присутствии -капролактама (КЛ) внешний вид покрытия изменяется: оно становится более равномерным и однородным, но имеет микротрещины, свидетельствующие о наличии внутренних напряжений в осадке. Показана возможность эффективного регулирования скорости осаждения, микроструктуры и свойств никельорганических покрытий в результате изменения объемной концентрации КЭ, МП и КЛ.

  • ОЦЕНКА ЗАЩИТНОЙ СПОСОБНОСТИ ХРОМОВЫХ ГАЛЬВАНОПОКРЫТИЙ, ОСАЖДЕННЫХ ИЗ СУЛЬФАТНОГО И МЕТАНСУЛЬФОНАТНОГО ЭЛЕКТРОЛИТОВ НА ОСНОВЕ CR(III)

    ДАНИЛОВ Ф.И., КИТЫК А.А., ПРОЦЕНКО В.С. — 2014 г.

    С использованием вольтамперометрического и импедансного методов оценена защитная способность хромовых покрытий, осажденных на стальную подложку из сульфатных и метансульфонатных электролитов на основе трехвалентного хрома. Установлено, что осадки хрома, полученные из метансульфонатного электролита, обладают меньшей пористостью и более высокой защитной способностью по сравнению с осадками из сульфатного электролита. Показано, что при достижении толщины хромовых покрытий 15 мкм сквозные поры в осадках отсутствуют для обоих электролитов и, таким образом, достигается максимальная степень защиты стальной подложки в агрессивной среде. На основании данных спектроскопии электрохимического импеданса предложена эквивалентная схема замещения, корректно моделирующая коррозионно-электрохимическое поведение исследуемой системы, и рассчитаны значения ее параметров.

  • ПЛАНАРНЫЕ СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗОМЕРОВ, КРАУНИРОВАННЫХ ОЛИГОТИОФЕНОВ

    АНИСИМОВ А.В., АРСЛАНОВ В.В., ЛУКОВСКАЯ Е.В., РАЙТМАН О.А., СЕЛЕКТОР С.Л., ТАРАСОВА Н.А., ФАЖЕС Ф., ФЕДОРОВ Ю.В., ФЕДОРОВА О.А. — 2014 г.

    В работе исследованы свойства ультратонких пленок двух геометрических изомеров олиготиофеновых производных, содержащих симметрично расположенные краун-эфирные группы со стириловым фрагментами во 2 (I) и 3 (II) (рис. 1) положениях тиофеновых циклов. Показано, что такие соединения способны формировать стабильные монослои на поверхности раздела воздух/вода. Структурная организация монослоев краун-замещенных олиготиофенов определяется -стэкинг-взаимодействиями гидрофобных стирил-тиофеновых цепочек, а также взаимодействиями гидрофильных краун-эфирных фрагментов с водной субфазой. На основе анализа комплекса физико-химических характеристик ультратонких пленок установлено, что различия в строении молекул геометрических изомеров являются причиной существенных различий супрамолекулярной организации формируемых из них индивидуальных и смешанных монослоев и, соответственно, их электрохимических и оптических характеристик. В монослоях на поверхности раздела воздух/вода они образуют два типа агрегатов (Н и J). Обсуждается влияние катионов бария в субфазе на агрегацию олигомеров в монослоях. На основании анализа изотерм сжатия монослоев различного состава построены фазовые диаграммы, характеризующие поведение двумерных смесей краун-замещенных олиготиофенов с дифильным растекателем. С помощью спектров поглощения и флуоресценции смешанных монослоев показана возможность тонкой настройки параметров испускаемого излучения. Полученные результаты продемонстрировали эффективность использования геометрических изомеров для исследования фундаментального соотношения “структура–свойство” планарных супрамолекулярных систем, практически важных для органической оптики и электроники.

  • ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ ТВЕРДОГО ТЕЛА ПРИ НАЛИЧИИ АДСОРБЦИИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА НА ЕГО ПОВЕРХНОСТИ С УЧЕТОМ ЕЕ КОНЕЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ

    ПОДГАЕЦКИЙ Э.М. — 2014 г.

    Продолжено исследование термодинамической теории равновесной однокомпонентной адсорбции из жидкости на твердой поверхности, несущей электрический заряд, с учетом ее конечной деформации. В частном случае уравнения поверхностного слоя в рамках модели двух параллельных конденсаторов выводится уравнение изотермы адсорбции и поверхностное натяжение твердой фазы. Выведены уравнения связи параметров теории с емкостными кривыми, измеренными на деформированной металлической поверхности.

  • ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ, ЛИНЕЙНОЕ НАТЯЖЕНИЕ И КРАЕВОЙ УГОЛ СМАЧИВАНИЯ МАЛОЙ КАПЛИ В ИЗОТЕРМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

    КИШТИКОВА Е.В., РЕХВИАШВИЛИ С.Ш. — 2014 г.

    Рассматривается малая лежащая капля с учетом линейного натяжения на трехфазной границе в условиях термодинамического и механического равновесия. С помощью метода разделяющей поверхности Гиббса найдены формулы для поверхностного натяжения на границе раздела “жидкость–пар”, линейного натяжения и краевого угла смачивания. Показано, что поверхностное натяжение и краевой угол смачивания уменьшаются, а абсолютное значение линейного натяжения увеличивается с уменьшением радиуса кривизны поверхности. Сравнение теоретических расчетов с экспериментальными данными по атомно-силовой микроскопии показывает удовлетворительное согласие и свидетельствует о том, что линейное натяжение должно быть отрицательным.

  • ПОКРЫТИЯ ИЗ ОКСИДОВ И ФОСФАТОВ НИОБИЯ НА СПЛАВЕ НИОБИЯ

    БОГУТА Д.Л., НЕДОЗОРОВ П.М., РУДНЕВ В.С., ЯРОВАЯ Т.П. — 2014 г.

    Покрытия сформированы методом плазменно-электролитического оксидирования в электролитах с гексаметафосфатными комплексами NiII. В зависимости от величины мольного отношения n = [P6O ]/[Ni2+] в электролите получены слои с определенными содержанием ниобия, фосфора, никеля и толщиной. После отжига на воздухе при температурах 500 и 800°C, в зависимости от величины n в электролите и температуры, в составе покрытий кристаллизуются либо Nb2O5, либо Nb2O5 + NbO(PO4) + P2O5 · 9Nb2O5, либо Nb2O5 + NbO(PO4), либо Nb2O5 + Ni2P2O7. Поверхностные системы данного состава на ниобии, полученные в течение 10 мин при комнатной температуре одностадийным методом в экологически приемлемых электролитах, могут представлять интерес для испытаний в качестве катализаторов.

  • ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ С ДЕТОНАЦИОННЫМИ НАНОАЛМАЗАМИ

    БОНДАРЬ В.В., ВИНОКУРОВ Е.Г., ОРЛОВА Л.А., СТЕПКО А.А. — 2014 г.

    Исследовано электроосаждение из растворов на основе соединений Cr(III) композиционных хромовых покрытий с частицами детонационного наноалмаза (ДНА) и композиционных покрытий (КП) диоксид кремния – ДНА, полученных золь-гель методом. Изучены физико-механические свойства и состав этих композиционных покрытий (КП). Установлено, что присутствие частиц ДНА оказывает заметное влияние на микротвердость хромовых покрытий, увеличивая ее в 1.4 раза. При этом также происходит снижение хрупкости покрытий. При увеличении концентрации ДНА в растворе до 30 г/л содержание ДНА в КП достигает предельных значений (12–14 об. % или 6.4–7.2 мас. %). Проведенные исследования позволили установить оптимальную концентрацию ДНА в растворах для хромирования (17 г/л) и в КП (10.5 об. % или 5.6 мас. %) для обеспечения максимальной микротвердости и минимальной хрупкости покрытий хром-ДНА. Исследовано нанесение тонких пленок из золей SiO2 модифицированных частицами ДНА. Установлены зависимости микротвердости и светопропускания образцов с покрытиями от состава золя. Оптимальная концентрация ДНА, отвечающая максимуму микротвердости покрытий, составляет 0.5 мас. %. При повышении содержания ДНА в растворе свыше 0.5 мас. % резко снижается микротвердость и светопропускание образцов с покрытиями и повышается микрохрупкость.

  • ПОЛУЧЕНИЕ МЕЗОПОРИСТЫХ КРЕМНЕЗЕМОВ ТИПА SBA-15, СОДЕРЖАЩИХ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ АММОНИЙНЫЕ ГРУППЫ

    ДУДАРКО О.А., ЗУБ Ю.Л., СЛЕСАРЕНКО В.В., ЩЕРБАТЮК Н.Н. — 2014 г.

    С использованием темплатного метода (ПАВ – Pluronic 123) получены мезопористые кремнеземы, содержащие в поверхностном слое пор аммонийные группы состава [ Si(CH2)3NH3]+, [ Si(CH2)3NH2(CH2)2NH3]2+, [ Si(CH2)3NH2(CH2)2NH2(CH2)2NH3]3+ и [ Si(CH2)3N(CH3)3]+, что подтверждено как данными элементного анализа на азот, так и ИК спектроскопии. С помощью дифрактометрии и ПЭМ показано присутствие в синтезированных образцах гексагональной структуры, характерной для кремнеземов типа SBA-15. Это согласуется и с параметрами их пористой структуры, рассчитаными из изотерм низкотемпературной адсорбции азота: Sуд = 520–750 м2/г, Vc = 0.6–1.2 см3/г, d = 4.9–8.9 нм.

  • ПОЛУЧЕНИЕ МОСТИКОВЫХ ПОЛИСИЛСЕСКВИОКСАНОВЫХ КСЕРОГЕЛЕЙ С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ГРУППАМИ СОСТАВА SI(CH2)3NHP(O)(OC2H5)2

    ЗУБ Ю.Л., МЕЛЬНИК И.В., СТОЛЯРЧУК Н.В. — 2014 г.

    С использованием реакции гидролитической поликонденсации (C2H5O)3SiC2H4Si(OC2H5)3 [или (C2H5O)3SiC6H4Si(OC2H5)3] и (C2H5O)3Si(CH2)3NHP(O)(OC2H5)2 получены ксерогели, содержащие фосфиноксидную комплексообразующую группу (0.9–1.4 ммоль/г). Присутствие в синтезированных мостиковых полисилсесквиоксановых ксерогелях этой функциональной группы, а также органических мостиков, полисилоксановых связей, несконденсированных силанольных и этоксисилильных групп установлено с помощью ИК спектроскопии и твердотельной спектроскопии 1H ВМУ ЯМР. Данные АСМ свидетельствуют о том, что строение ксерогелей аналогично другим материалам данного класса (конгломераты агрегатов размерами 35–40 нм), однако все полученные образцы являются практически непористыми. Они извлекают из водных растворов ионы неодима(III) и диспрозия(III) (сорбционное равновесие устанавливается в течение 72 ч для неодима и 24 ч – для диспрозия). Однако при этом часть лигандных групп остается недоступной для ионов лантаноидов. Совокупность полученных результатов свидетельствует о том, что геометрические размеры функциональной группы оказывают существенное влияние на формирование пористой структуры ксерогелей и в случае использования в качестве структурирующих агентов мостиковых алкоксисиланов.

  • ПОЛУЧЕНИЕ ОКСИДНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ

    БЕСПАЛОВА Ж.И., КУДРЯВЦЕВ Ю.Д., ПАНЕНКО И.Н. — 2014 г.

    На поверхности сплава алюминия Д16 получены и исследованы марганецсодержащие оксидно-керамические покрытия. Показана перспективность использования таких покрытий в качестве электродного материала в электролитических системах и для увеличения защитных свойств основы.

  • ПОРИСТАЯ СТРУКТУРА КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИХ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ НА ТИТАНЕ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ПЛАЗМЕННО-ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ОКСИДИРОВАНИЯ

    АРТЕМЬЯНОВ А.П., ВАСИЛЬЕВА М.С., КОНДРИКОВ Н.Б., РУДНЕВ В.С. — 2014 г.

    Исследованы элементный и фазовый составы, морфология поверхности и параметры пористой структуры оксидных покрытий на титане, сформированных методом плазменно-электролитического оксидирования в водных силикатных электролитах. Покрытия изучены рентгеноспектральным методом, рентгенофазовым анализом, электронной микроскопией и методом адсорбции паров воды. Параметры пористой структуры покрытий зависят от времени формирования покрытий, состава электролита и дополнительной термической обработки.

  • ПРИМЕНЕНИЕ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ С ЛАЗЕРНОЙ ДЕСОРБЦИЕЙ/ИОНИЗАЦИЕЙ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КЛАСТЕРОВ СВИНЦА НА ПОВЕРХНОСТЯХ РАЗЛИЧНОГО ТИПА

    БУРЯК А.К., ГОНЧАРОВА И.С., ПЫЦКИЙ И.С. — 2014 г.

    На примере модельных соединений галогенидов свинца проведено исследование их ионизации методом масс-спектрометрии с поверхностно-активированной лазерной десорбцией/ионизацией (ПАЛДИ) на поверхностях разного типа. Определены кластеры галогенидов свинца в широком диапазоне масс, до 2 кДа. Показана зависимость ионизации от концентрации, типа подложки и способа нанесения модельных образцов. Проведено исследование поверхностей фрагмента камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя методом масс-спектрометрии ПАЛДИ. На поверхности фрагмента камеры сгорания обнаружен свинец, его оксиды и хлориды. Сделано предположение, что возможной причиной отслаивания никелевого покрытия может быть присутствие кластеров свинца на границе раздела никель–бронза.

  • ПРИМЕНЕНИЕ МЕССБАУЭРОВСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ КОНВЕРСИОННЫХ И ОЖЕ-ЭЛЕКТРОНОВ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПРЕВРАЩЕНИЙ НА FE-ЭЛЕКТРОДЕ В УСЛОВИЯХ ПАССИВНО-ТРАНСПАССИВНОГО ПЕРЕХОДА

    БАЛДОХИН Ю.В., ПУСТОВ Ю.А. — 2014 г.

    Методами мессбауэровской спектроскопии конверсионных и оже-электронов, рентгенофотоэлектронной спектроскопии изучены особенности и закономерности формирования состава и структуры продуктов окисления образцов 57Fe в растворах 0.1 н NaOH; 0.1 н NaOH + 6 н NaNO3; 1 н H2SO4; 1 н H3BO3; 0.5 моль/л Na2B4O7 в зависимости от природы коррозионных среды и плотностей токов анодной поляризации (10... 12000 мА/см2), соответствующих области пассивно-транспассивного перехода.

  • ПРИРОДА АНОДНОГО ГАЗА ПРИ ПЛАЗМЕННОМ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОМ ОКСИДИРОВАНИИ

    СНЕЖКО Л.А. — 2014 г.

    Анализ продуктов плазменного электролитического оксидирования (ПЭО) алюминия, в частности объема и состава анодного газа, массы оксида и металла, перешедшего в раствор, позволил количественно оценить вклад электро- и термохимических реакций. Показано, что при анодной поляризации основным газообразным продуктом является водород (около 90% об.), что свидетельствует о преимущественном протекании термохимических процессов паровой конверсии алюминия и разложения воды. Расчет выхода продуктов ПЭО по тепловому эффекту соответствующих термохимических реакций привел к достаточно полному соответствию расчетных и экспериментальных результатов. Эффективность реакций термической конверсии алюминия и разложения воды в процессе ПЭО была установлена в пределах 50 и 12% соответственно.

  • РАДИАЦИОННО-ГЕТЕРОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ В КОНТАКТЕ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ С МОРСКОЙ ВОДОЙ

    АГАЕВ Т.Н., ГАРИБОВ А.А. — 2014 г.

    Исследована кинетика накопления молекулярного водорода при гамма-радиолизе морской воды. Изучено влияние гамма-излучений на системы нержавеющей стали (НС) + морская вода (МВ) при температуре Т = 300 –773 K. Определены значения скоростей накопления молекулярного водорода при радиационных, радиационно-термических и термических процессах в системе НС + МВ. Выявлены вклады термических и радиационно-гетерогенных процессов при накоплении молекулярного водорода и коррозии нержавеющей стали в контакте с морской водой.

  • РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ЛАТЕКСНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ИОННЫМ ФТАЛОЦИАНИНОМ

    АСЛАМАЗОВА Т.Р., КОТЕНЕВ В.А., ЛОМОВСКАЯ Н.Ю., ЛОМОВСКОЙ В.А., ЦИВАДЗЕ А.Ю. — 2014 г.

    Представлены исследования релаксационной структуры немодифицированных и модифицированных ионным фталоцианином латексных стирол-алкил(мет)акрилатных полимеров, формируемых различными методами эмульсионной полимеризации с привлечением динамической механической релаксационной спектроскопии с учетом данных о распределении модификатора в полимере и функциональности полимера. Основываясь на результатах релаксационных исследований, дана характеристика релаксационной однородности исследованных полимеров.

  • РОСТ НАНОНИТЕЙ НА ПОВЕРХНОСТИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ОКСИДНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ТИТАНЕ

    WYBORNOV S., ЛУКИЯНЧУК И.В., РУДНЕВ В.С., ЧЕРНЫХ И.В. — 2014 г.

    Исследовано термическое поведение Ni- и Cu-содержащих покрытий на титане, сформированных методом плазменно-электролитического оксидирования и дополнительно модифицированных оксидами никеля и меди. Показано, что отжиги полученных многофазных покрытий на воздухе при температурах 750°С и выше приводят к росту на их поверхности нанонитей, основными компонентами которых являются никель, кислород и титан. Размеры нанонитей зависят от температуры отжига, при этом диаметры нанонитей могут составлять десятки и сотни нанометров при длине от нескольких до десятков микрон. Экспериментальные и литературные данные подтверждают, что метод ПЭО, в том числе и в сочетании с методами импрегнирования и отжига, представляет интерес для получения как систем нанонитей, закрепленных на оксидно-металлической основе, так и для свободных наноструктур определенного состава.

  • СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ОКСИДА ГРАФИТА И ТЕРМОРАСШИРЕННОГО ГРАФИТА

    БАННОВ А.Г., ДЮКОВА К.Д., МАКСИМОВСКИЙ Е.А., ТИМОФЕЕВА А.А., УХИНА А.В., ШИНКАРЕВ В.В., ЮСИН С.И. — 2014 г.

    Проведен синтез оксида графита с использованием различных реакционных параметров. Проведена поэтапная оценка динамики окисления графита в ходе синтеза с использованием метода отбора проб и термогравиметрического анализа. Из оксида графита был получен терморасширенный графит с высокими текстурными характеристиками. Свойства оксида графита и терморасширенного графита определяли с помощью растровой электронной микроскопии, рентгенофазного анализа, термогравиметрии, дифференциальной сканирующей калориметрии, энергодисперсионной спектроскопии и низкотемпературной адсорбции азота. Установлены высокие значения емкости суперконденсаторов на основе оксида графита и терморасширенного графита.

  • СОРБЦИОННОЕ КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ ФЕНИЛКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ (БИОМАРКЕРОВ СЕПСИСА) ИЗ МОДЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ НА СВЕРХСШИТОМ ПОЛИСТИРОЛЕ

    ПАУТОВА А.К., РЕВЕЛЬСКИЙ А.И. — 2014 г.

    Разработаны условия сорбции (на сверхсшитом полистироле) шести фенилкарбоновых кислот (ФКК), являющихся биомаркерами сепсиса, из водных модельных растворов и условия элюирования этих кислот с сорбента для последующих дериватизации и анализа методом газовой хроматографии–масс-спектрометрии (ГХ–МС). Условия позволяют обнаруживать ФКК в растворе на уровне (и ниже) содержания этих соединений в сыворотке крови здоровых пациентов. Групповое извлечение различающихся по полярности искомых кислот из водных растворов проведено селективно по отношению к холестерину, выбранному в качестве своеобразного маркера более высококипящих мешающих соединений. Применение разработанной методики эксперимента позволит значительно повысить экспрессность анализа для диагностики сепсиса на ранних стадиях развития.