Добірка наукової літератури з теми "Алюмінід титану"

Захисні та функціональні покриття на основі оксидів становлять значний інтерес для наукомістких галузей промисловості. Особливий інтерес представляє оксид алюмінію, дешевий і доступний, виробництво порошків якого освоєно в промислових масштабах. У статті розглянуті особливості одержання оксидних покриттів методом детонаційно-газового напилення. Розглянуто можливості управління механізмами структуро- і фазоутворення при формуванні шарів покриття при детонаційно-газовому напиленні порошками оксидів алюмінію, цирконію, титану, заліза і кобальту. Вивчено закономірності формування покриттів при напиленні різними порошками оксиду алюмінію при різних умовах детонаційно-газового напилення. Вивчено залежності площі поперечного перерізу одиничної плями напилення і твердості покриттів з оксиду алюмінію від витрати кисню, об’ємного співвідношення газів – компонентів горючої суміші й коефіцієнта заповнення стовбура горючою сумішшю, а також дистанції напилювання. Розглянуто поліморфні перетворення при формуванні покриттів з оксиду алюмінію. Розглянуто також перетворення при формуванні покриттів на основі оксидів титану, цирконію, заліза і кобальту і їх залежність від технологічних параметрів.

Актуальність теми дослідження. У процесі виробництва та використання виробів складної конфігурації з однорідних та різнорідних матеріалів необхідним завданням є збереження їх проектної форми та забезпечення високих експлуатаційних характеристик, що потребує використання нових технологій прецизійного зварювання тиском. Постановка проблеми. Виготовлення прецизійних деталей та вузлів зварюванням тиском ускладнене наявністю оксидних та адсорбованих плівок і необхідністю активації поверхонь, що зварюються. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Раніше нами було встановлено критерії досягнення ефекту прецизійності при зварюванні тиском. Виділення недосліджених раніше частин загальної проблеми. Отримання прецизійних з’єднань зварюванням тиском із використанням проміжних шарів, модифікованих електроіскровим легуванням. Мета роботи. Дослідження здатності до зварювання тиском з обмеженим рівнем деформації металевих матеріалів із попередньою модифікацією поверхневих шарів шляхом електроіскрової обробки. Виклад основного матеріалу. Для модифікації поверхонь алюмінієвих сплавів АД00 та Д1 перед зварюванням використовуються матеріали з високим питомим електричним опором та матеріали, з якими алюміній утворює рідку фазу евтектичного складу при температурі менше температури плавлення алюмінію: титан, цинк, хром, марганець, магній, вуглець, галій, кремній та залізо, у вигляді порошку та прутків. Міцність та деформація зварних з’єднань залежить від електричного опору матеріалу модифікованого шару і, як наслідок, від сили струму обробки. Висновки відповідно до статті. Розроблено методику підготовки поверхонь металів до зварювання шляхом механічного шабрування та модифікації електроіскровою обробкою; електроіскрове легування поверхонь, що зварюються, матеріалом із високим електричним опором локалізує теплову енергію у стику; використання порошкового прошарку з матеріалу з високим електричним опором дозволяє зменшити рівень залишкової деформації.

The temperature, structural, and rate sensitivity of the plasticity characteristics in γ-tita¬nium aluminides with different Al contents, doped with β-phase stabilization elements, are studied. Particular attention is paid to dislocation mechanisms that control the brittle-plastic transition. The main role of grain boundaries in the formation of plasticity characteristics is demonstrated. At low temperatures, the grain boundaries stop propagation of brittle transgranular cracks and confine the development of the plastic zone beyond the boundaries of an individual grain, creating the prerequisites for fracture in the microdeformation level. At elevated temperatures, the boundaries contribute to the formation of dislocations pile-up in the plastic zone with a stress concentration required to set off the Frank-Reed sources and the displacement of the plastic zone beyond the boundaries of an individual grain, changing its configuration and stress distribution and inhibiting the propagation of cracks. Acceleration of rela¬xation processes in the vicinity of the crack’s tip creates the prerequisites for the development of macrodeformation. Local relaxation processes at the crack’s tip contribute to high speed sensitivity of the plasticity characteristics. This effect has important practical consequences, since there is a temperature region near the upper working temperature of γ-TiAl alloys, where the stress value remains high (yield strength σ02 ~700 MPa and ultimate stress σul ~ 1200 MPa at bending tests) regardless of the strain rate, while deformation sharply increases at low speeds. As a result, it is possible to achieve a combination of high strength and ductility during creep tests. In samples tested by tension with low speed (10-5 s-1) the neck formation take a place. Deformation occurs by the dislocation-twinning mechanisms. At small deformations (7%) a twinning mechanism is preferable. Concentration of dislocations sharply increases at large deformations (32%) with formation of dislocation clusters. Stress relaxation on the boundary between γ-phase twins and α2-lamella, occurs by macroscopic shift on α2-lamella. Keywords: γ-titanium-aluminides, structure, strength, plasticity, brittle-ductile transition, temperature and rate sensitivity.

Актуальність теми дослідження. З розвитком аерокосмічних технологій і появою нових жароміцних сплавів виникає необхідність в їх зварюванні в однорідному та різнорідному поєднанні. До таких пар можна віднести з’єднання інтерметалідних сплавів TiAl з конструкційними сплавами на основі титану чи нікелю. Постановка проблеми. Дифузійне зварювання є перспективним методом з’єднання сплавів на основі TiAl з жароміцними сплавами. Утворення з’єднання може супроводжуватися формуванням крихких фаз. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Для утворення бездефектних з’єднань необхідно застосовувати проміжні прошарки. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Для зменшення хімічної неоднорідності у стику перспективно є застосування наношаруватих фольг. Постановка завдання. Метою роботи є дослідження особливостей формування з’єднань алюмініду титану зі сплавами на нікелевій і титановій основі при застосуванні наношаруватих фольг. Виклад основного матеріалу. Досліджено вплив наношаруватих фольг на структуру й мікротвердість зварних з'єднань, які формуються у процесі дифузійного зварювання. Висновки відповідно до статті. При дифузійному зварюванні сплавів TiAl з BT8 зона з’єднання характеризується значним концентраційним градієнтом у розподілі Ti і Al між TiAl і BT8. При застосуванні наношаруватих фольг Al/Ti хімічний склад у зоні з’єднання вирівнюється та утворюються загальні зерна на колишній границі контакту. При дифузійному зварюванні сплавів TiAl з ЕІ437Б без прошарків у зоні з’єднання з боку нікелевого сплаву спостерігається істотне підвищення мікротвердості до 14,01 ГПа, що може бути результатом формування крихких інтерметалідних фаз на основі системи Ni-Al-Ti. Застосування наношаруватої фольги Ni-Al/Ni-Ni забезпечує утворення бездефектних з’єднань, сприяє формуванню дифузійної зони з монотонним характером розподілу легуючих елементів і зниженими значеннями мікротвердості.

В роботі розглянуто отримання борованих, силіційованих та титанованих покриттів при нестаціонарних температурних умовах. Проведено термодинамічний аналіз та фізико-механічне моделювання формування покриттів на мідних сплавах, на кожній із стадій нанесення покриттів в умовах СВС. Визначено концентрації газоподібних продуктів, для розрахунків рівноважних складів порошкових СВС-шихт у режимі теплового самозаймання знаходили дані по двом термодинамічним властивостям: ентальпії Нт і енергії Гиббса GТ. Для розрахунків рівноваги хімічних реакцій у досліджуваній системі, а також для визначення рівноважних складів компонентів, що брали участь у цих реакціях, визначали константи рівноваги всіх незалежних реакцій, можливих у даних шихтах. Проведені розрахунки і їх аналіз дозволяють одержати інформацію про механізм отримання покриттів в умовах СВС, а застосування програмного аналізу — виконати об'єктивну оцінку складу порошкових СВС- шихт для регулювання даного процесу. Основними продуктами в газовій фазі, у діапазоні температур 1200—1800 К, є йодиди, фториди, хлориди хрому, алюмінію, бору, титану й кремнію. В результаті розрахунків концентрації газоподібних продуктів СВС- реакцій встановлено, що при температурі 400—750 К відбувається розпад ГТА (NH4Cl, NH4F и I2). З температури 750—900 К, відбувається розпад продуктів реакції, що підтверджується появою продуктів розкладання й різке збільшення кількості молей газу.

Досліджено особливості акумуляції хімічних елементів деревними рослинами в умовах впливу Битків-Бабчинського нафтового родовища. Рентгенофлуоресцентним методом встановлено концентрацію алюмінію, цинку, титану, феруму, стронцію, нікелю, купруму, арсену, брому, рубідію, молібдену, паладію, аргентуму, плюмбуму, ванадію у сухій масі листкових пластинок клена гостролистого, бука лісового, ліщини звичайної, берези повислої, липи серцелистої та осики, що зростають у забрудненому нафтопродуктами довкіллі. За допомогою програм CorelDRAW та ImageJ розраховано частку некротизованої тканини асиміляційних органів деревних рослин в умовах впливу родовища. Встановлено прямо пропорційну залежність між ураженням листкових пластинок дерев некрозами та накопиченням хімічних елементів рослинами. Зафіксовано відсутність арсену, брому, молібдену, паладію, аргентуму, плюмбуму, ванадію у листках клена, бука, липи. Виявлено зростання вмісту хімічних елементів у асиміляційних органах дослідних дерев у такому ряді: Mo → Pb → Pd → Ag → Br → As → V → Ni → Rb → Cu → Sr → Ti → Zn → Fe → Al. Частка некротизації листків в умовах Битків-Бабчинського нафтового родовища зростає у ряді дослідних рослин: бук → клен → липа → осика → береза → ліщина. Максимальною акумулятивною здатністю хімічних елементів володіє ліщина, мінімальною – бук та клен. Враховуючи значні кумулятивні ресурси ліщини, доцільно використовувати вид як фіторемедіант забрудненого хімічними елементами довкілля. Клен та бук належать до рослин-елімінаторів, які вибірково та в невеликих кількостях поглинають токсиканти з довкілля, що зумовлено наявністю у цих видів потужних протекторних механізмів. Береза, липа та осика відзначаються цінними біоіндикаторними характеристиками та їх можна використовувати для оцінювання екологічного напруження середовища.

Досвід локальних війн та збройних конфліктів останніх десятирічь підтверджує те, що загальновійськовий бій може вестись як із застосуванням звичайної зброї, так і зброї масового ураження. Також як в мирний, так і в воєнний час залишається загроза руйнування потенційно-небезпечних об’єктів ядерної енергетики та хімічної промисловості, а існуючий рівень технологій дозволив ряду країн вже зараз прийняти на озброєння різні зразки зброї на нетрадиційних принципах дії. Тому в умовах сучасності, коли асиметричні загрози суттєво відрізняються від небезпек кінця ХХ століття, змінюються вимоги до захисних властивостей та часу захисної дії засобів індивідуального захисту, які на даному етапі повинні продовжувати забезпечувати не тільки ефективний комплексний захист від небезпечних хімічних речовин і біологічних агентів, але і від негативних для здоров’я та життя людини процесів та явищ, які виникають при застосуванні зброї на нетрадиційних принципах дії. У статті на основі аналізу характеристик та базових технологій у сфері розробки і виробництва основних зразків засобів індивідуального захисту шкіри фільтруючого типу прийнятих на озброєння Збройними Силами України та арміями провідних країн світу розглянуто проблемні питання подальшого удосконалення засобів індивідуального захисту та визначено підходи до їх розв’язання. Для цього розглянуто світові технології отримання захисних матеріалів зі спеціальними властивостями, які використовуються при створенні сучасних засобів захисту шкіри фільтруючого типу. Встановлено, що функціональні властивості сучасного захисного одягу багато в чому залежать від вибору тканини та її здатності протистояти зовнішній дії та відводити випари з поверхні тіла. Визначено, що підвищення універсальності засобів індивідуального захисту шкіри фільтруючого типу може бути досягнуто за рахунок створення багатошарових матеріалів зі спеціальними властивостями, впровадження нанотехнологій та використання оксидів алюмінію, цинку, магнію, титану або комплексних солей тих же металів при створенні матеріалів з самодегазуючими властивостями.

Завдяки низькій щільності і досить високим характеристикам міцності інтерметалід алюмінію і сплави на його основі перевершують існуючі жароміцні сплави на основі титану, заліза і нікелю за питомими значеннями модулів пружності і показниками жароміцності в широкому інтервалі температур аж до 850 °С. Комплекс механічних властивостей сплаву системи Ti-Al був підвищений за допомогою додаткового легування кремнієм. Як присадний матеріал рекомендовано використовувати присадний дріт АК5. Випробування показали, що твердість наплавлених зразків легованих кремнієм досягає 42 HRC, а зносостійкість 8,5 одиниць, тоді як із застосуванням дроту з технічно чистого алюмінію і присадного дроту АМц твердість зразків не перевищує 37 HRC при зносостійкості 3,5 та 6,6 одиниць відповідно.

Магістерська дисертація: 82 с., 35 рис., 7 табл., 52 посилання. Об’єкт дослідження – процес отримання рідкофазним методом титан-алюмінієвого композиційного матеріалу, армованого боридом титану. Предмет дослідження – структура, фазовий склад та мікромеханічні властивості титан-алюмінієвого композиційного матеріалу, отриманого рідкофазним методом. Мета роботи – отримання рідкофазним методом композиційного титан-алюмінієвого матеріалу, армованого волокнами бориду титану. Методи дослідження – за допомогою комплексу високоінформативних методів фізичного матеріалознавства (електронної мікроскопії, рентгеноструктурного аналізу та мікромеханічних випробувань) досліджено структуру, фазовий склад та механічні властивості структурних складових, утворених у ході отримання композиційного матеріалу. Результати дослідження – досліджено процес взаємодії титану, армованого боридом титану та розплаву алюмінію. Отримано значення мікромеханічних властивостей структурних складових. Галузь застосування – машинобудування, оборонна промисловість. Пропозиції про можливі напрямки розвитку, продовження виконаних досліджень – створення багатошарових композиційних матеріалів для використання в складних умовах роботи.
Master's dissertation: 82 p., 35 fig., 7 tab., 52 references. Object of research – process of producing a titanium-aluminum composite material, reinforced with titanium diboride, obtained by the liquid-phase method. Subject of research – structure, phase composition and micromechanical properties of titanium-aluminum composite material obtained by the liquid-phase method. The aim of the work – to obtain a composite titanium-aluminum material reinforced with titanium boride fibers. Research methods – the structure, phase composition and mechanical properties of structural components formed during the production of composite material were investigated using a set of highly informative methods of physical material science (electron microscopy, X-ray diffraction analysis and micromechanical tests). The results of the study – the process of interaction of titanium reinforced with titanium boride and aluminum melt was investigated. The value of the micromechanical properties of structural components is obtained. The application areas – mechanical engineering, defense industry. Proposals for possible directions of development, continuation of the performed researches – creation of multilayered composite materials for use in difficult working conditions.
Магистерская диссертация: 82 с., 35 рис., 7 табл., 52 ссылки. Объект исследования – процесс получения жидкофазным методом титан-алюминиевого композиционного материала, армированного боридом титана. Предмет исследования – структура, фазовый состав и микромеханические свойства титан-алюминиевого композиционного материала, полученного жидкофазным методом. Цель работы – получение жидкофазным методом композиционного титан-алюминиевого материала, армированного волокнами борида титана. Методы исследования – с помощью комплекса высокоинформативных методов физического материаловедения (электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа и микромеханических испытаний) исследована структура, фазовый состав и механические свойства структурных составляющих, образованных в ходе получения композиционного материала. Результаты исследования – исследован процесс взаимодействия титана, армированного боридом титана и расплава алюминия. Получено значение микромеханических свойств структурных составляющих. Область применения – машиностроение, оборонная промышленность. Предложения о возможных направлениях развития, продолжение выполненных исследований – создание многослойных композиционных материалов для использования в сложных условиях работы.

Робота апробована на Всеукраїнському студенському контурсі.
Дисертація присвячена дослідженню електрохімічної поведінки електродних матеріалів в розчинах оксалатної кислоти для контрольованого генерування діоксиду карбону з високим виходом за струмом в кулонометричному генераторі, який може бути використаний для перевірки роботоспроможності засобів моніторингу концентрації вуглекислого газу в повітряному середовищі. Показано високу стійкість неіржавної сталі в розчинах оксалатної кислоти за умов катодної поляризації та після вимкнення катодного струму. Досліджено електрокаталітичні властивості оксидів нікелю та олова, отриманих при термічному окисленні і нанесених на титанову та алюмінієву основу. Показано перевагу титанової основи перед алюмінієвою, що пов'язано з її більшою схильністю до пасивації та кращою адгезією до електролітичних покриттів. Створена комірка кулонометричного генератора, де в якості катоду виступає неіржавна сталь, а як анод – суміш оксиду нікелю та стануму нанесених термічним шляхом на титанову основу. Дана конструкція дозволяє отримувати вуглекислий газ з виходом за струмом газу 80 % в широкому діапазоні густин струму впродовж значного терміну експлуатації.
The dissertation is devoted to the study of the electrochemical behavior of electrode materials in solutions of oxalic acid for the controlled generation of dioxide by a coulometric generator, which can be used to test the operability of the means of monitoring the concentration of carbon dioxide in the air. High stability of stainless steel in oxalic acid solutions is demonstrated under cathode polarization and after cathode current shutdown. The electrocatalytic properties of nickel oxides obtained by thermal oxidation and deposited on a titanium and aluminum base were investigated. The advantage of titanium base over aluminum is shown, which is due to its greater tendency to passivation and better adhesion to electrolytic coatings. and tin. A cell of a coulometric generator is created, where stainless steel is used as the cathode and thermally applied on the titanium base as the anode. This design allows the production of carbon dioxide gas with a gas output of 80% o over a wide range of current densities over a long life.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.17.03 – технічна електрохімія. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019 р. Дисертацію присвячено розробці наукових основ електрохімічних процесів в технології функціональних молібден- та вольфрамвмісних покриттів. Висунуто і експериментально доведено гіпотезу про можливість керування природою електрохімічних процесів, за участю іонів молібдену (VI) та вольфраму (VI), пов'язана з досягненнями в дослідженні стану форм їх іонів у водних розчинах. Доведено вплив природи оксоаніону молібдену на кінетику катодних процесів в комплексних електролітах в широкому діапазоні рН: аміачно-пірофосфатний (рН>7) та аміачно-трилонатний (рН<7). Розвинуті уявлення про керований вплив формою оксоаніонів молібдену на поляризацію катодного процесу для зміни лімітуючої стадії. Підтверджено, що катодні процеси при осадженні сплаву Со-Мо включають відновлення оксоаніонів молібдену за рахунок не тільки електрохімічної стадії, але за участю окисно-відновних реакцій, де відновниками виступають продукти суміщених електродних реакцій – кобальт та адсорбований водень. Визначено вплив складу електролітів, та параметрів електролізу на функціональні властивості покриттів (корозійну стійкість, мікротвердість, каталітичну активність в реакції конверсії СО та електрохімічного виділення вод-ню). Експериментально опрацьовано склади електролітів для створення конверсійних покриттів на поверхнях срібла та сплаві Д16. Доведено, що зміна рН в електроліті наповнення анодно-оксидних покриттів на сплаві Д16 змінює форму оксоаніонів і підвищує корозійну стійкість системи. Встановлено, що зі збільшенням концентрації тіосульфату потенціал срібла зсувається в бік негатив-них значень за рахунок утворення [Ag(S2O3)n](2n+1)-, що дає можливість перебігу окисно-відновних реакцій за участю іонів вольфраму та срібла. Застосування пасиватора поверхні срібла на основі вольфрамату в 2 рази ефективніше пасиватора на основі хромату. Одержано каталізатор Ti|TiOx·WOp·CeOy·ZrOz·CuOn, який відзначається високою активністю конверсії СО (до 95% при 420 °C). Анодно-оксидні покриття на ОТ4-0, що містять сполуки молібдену демонструють зниження провідності та термостійкість анодного шару. Оксидні покриття, що сформовані з молібденвмісного електроліту на сталі 08Х18Н10, мають електричний опір ізоляції 2,6·1010…3,6·1010 Ом. Ефективність наукового доробку доведена позитивними результатами лабораторно-промислових випробувань та впровадження.
Thesis for granting the Degree of Doctor of Technical sciences in speciality 05.17.03 – Technical Electrochemistry. – National Technical University "Kharkiv Politechnical Institute", 2019. The dissertation is devoted to the development of scientific principles of electro-chemical processes in the technology of functional molybdenum and tungsten-containing coatings. The hypothesis of the possibility of controlling the nature of electrochemical processes, with the participation of molybdenum (VI) ions and tungsten (VI) associated with the achievements in the study of the state of the forms of their ions in aqueous solutions is formed and experimentally proved. The influence of the nature of molybdenum oxyanion on the kinetics of cathode processes in complex electrolytes within a wide range of pH: ammonium pyrophosphate (pH> 7) and ammonia-trilonate (pH <7) is proved. The understanding of the controlled influence with the form of molybdenum oxoanions on the polarization of the cathode process for the change of the limiting stage is developed. It has been confirmed that the cathode processes in the precipitation of the Co-Mo alloy include the restoration of molybdenum oxoanions due to not only the electrochemical stage but with the participation of oxi-dation-reduction reactions in which the reduction products are those of combined electrode reactions - cobalt and adsorbed hydrogen. The influence of the electrolytes composition and electrolysis parameters on functional properties of coatings (corrosion resistance, microhardness, catalytic activity in the reaction of CO conversion and electrochemical hydrogen release) is determined. The compositions of electrolytes are treated experimentally to create conversion coatings on silver surfaces and D16 alloy. It is proved that the change of pH in the electrolyte of the anode-oxide coating on the D16 alloy changes the form of oxoanions and increases the corrosion re-sistance of the system. It is established that with the thiosulfate concentration in-crease, the silver potential moves toward negative values due to the formation of [Ag(S2O3)n](2n+1)-, which allows the process of oxidation-reduction reactions involv-ing tungsten and silver polyanions. The use of a silver surface tester on the basis of tungstate is 2 times more efficient than a chromate-based passivator. A catalyst is obtained for the Ti|TiOx·WOp·CeOy·ZrOz·CuOn composition, which is characterized by high conversion activity of CO (up to 95% at 420 °C). Anodic oxide coatings on OT4-0 containing molybdenum compounds exhibit suppressed conductivity and heat resistance of the anode layer. The oxide coatings formed from the molybdenum-containing electrolyte on a steel 08Х18Н10 have an electrical resistance of 2.6·1010…3.6·1010 Ω. The effectiveness of scientific study is proved by the positive results of laboratory and industrial testing and implementation.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.17.03 – технічна електрохімія. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019 р. Дисертацію присвячено розробці наукових основ електрохімічних процесів в технології функціональних молібден- та вольфрамвмісних покриттів. Висунуто і експериментально доведено гіпотезу про можливість керування природою електрохімічних процесів, за участю іонів молібдену (VI) та вольфраму (VI), пов'язана з досягненнями в дослідженні стану форм їх іонів у водних розчинах. Доведено вплив природи оксоаніону молібдену на кінетику катодних процесів в комплексних електролітах в широкому діапазоні рН: аміачно-пірофосфатний (рН>7) та аміачно-трилонатний (рН<7). Розвинуті уявлення про керований вплив формою оксоаніонів молібдену на поляризацію катодного процесу для зміни лімітуючої стадії. Підтверджено, що катодні процеси при осадженні сплаву Со-Мо включають відновлення оксоаніонів молібдену за рахунок не тільки електрохімічної стадії, але за участю окисно-відновних реакцій, де відновниками виступають продукти суміщених електродних реакцій – кобальт та адсорбований водень. Визначено вплив складу електролітів, та параметрів електролізу на функціональні властивості покриттів (корозійну стійкість, мікротвердість, каталітичну активність в реакції конверсії СО та електрохімічного виділення вод-ню). Експериментально опрацьовано склади електролітів для створення конверсійних покриттів на поверхнях срібла та сплаві Д16. Доведено, що зміна рН в електроліті наповнення анодно-оксидних покриттів на сплаві Д16 змінює форму оксоаніонів і підвищує корозійну стійкість системи. Встановлено, що зі збільшенням концентрації тіосульфату потенціал срібла зсувається в бік негатив-них значень за рахунок утворення [Ag(S2O3)n](2n+1)-, що дає можливість перебігу окисно-відновних реакцій за участю іонів вольфраму та срібла. Застосування пасиватора поверхні срібла на основі вольфрамату в 2 рази ефективніше пасиватора на основі хромату. Одержано каталізатор Ti|TiOx·WOp·CeOy·ZrOz·CuOn, який відзначається високою активністю конверсії СО (до 95% при 420 °C). Анодно-оксидні покриття на ОТ4-0, що містять сполуки молібдену демонструють зниження провідності та термостійкість анодного шару. Оксидні покриття, що сформовані з молібденвмісного електроліту на сталі 08Х18Н10, мають електричний опір ізоляції 2,6·1010…3,6·1010 Ом. Ефективність наукового доробку доведена позитивними результатами лабораторно-промислових випробувань та впровадження.
Thesis for granting the Degree of Doctor of Technical sciences in speciality 05.17.03 – Technical Electrochemistry. – National Technical University "Kharkiv Politechnical Institute", 2019. The dissertation is devoted to the development of scientific principles of electro-chemical processes in the technology of functional molybdenum and tungsten-containing coatings. The hypothesis of the possibility of controlling the nature of electrochemical processes, with the participation of molybdenum (VI) ions and tungsten (VI) associated with the achievements in the study of the state of the forms of their ions in aqueous solutions is formed and experimentally proved. The influence of the nature of molybdenum oxyanion on the kinetics of cathode processes in complex electrolytes within a wide range of pH: ammonium pyrophosphate (pH> 7) and ammonia-trilonate (pH <7) is proved. The understanding of the controlled influence with the form of molybdenum oxoanions on the polarization of the cathode process for the change of the limiting stage is developed. It has been confirmed that the cathode processes in the precipitation of the Co-Mo alloy include the restoration of molybdenum oxoanions due to not only the electrochemical stage but with the participation of oxi-dation-reduction reactions in which the reduction products are those of combined electrode reactions - cobalt and adsorbed hydrogen. The influence of the electrolytes composition and electrolysis parameters on functional properties of coatings (corrosion resistance, microhardness, catalytic activity in the reaction of CO conversion and electrochemical hydrogen release) is determined. The compositions of electrolytes are treated experimentally to create conversion coatings on silver surfaces and D16 alloy. It is proved that the change of pH in the electrolyte of the anode-oxide coating on the D16 alloy changes the form of oxoanions and increases the corrosion re-sistance of the system. It is established that with the thiosulfate concentration in-crease, the silver potential moves toward negative values due to the formation of [Ag(S2O3)n](2n+1)-, which allows the process of oxidation-reduction reactions involv-ing tungsten and silver polyanions. The use of a silver surface tester on the basis of tungstate is 2 times more efficient than a chromate-based passivator. A catalyst is obtained for the Ti|TiOx·WOp·CeOy·ZrOz·CuOn composition, which is characterized by high conversion activity of CO (up to 95% at 420 °C). Anodic oxide coatings on OT4-0 containing molybdenum compounds exhibit suppressed conductivity and heat resistance of the anode layer. The oxide coatings formed from the molybdenum-containing electrolyte on a steel 08Х18Н10 have an electrical resistance of 2.6·1010…3.6·1010 Ω. The effectiveness of scientific study is proved by the positive results of laboratory and industrial testing and implementation.

Дисертаційна робота присвячена встановленню та систематизації механізмів і закономірностей самозбирання низькорозмірних систем слабколетких речовин Al, Ag, Cu, Ni, Ti та Si в самоорганізованих квазірівноважних стаціонарних умовах конденсації при дії низькотемпературної плазми на ростову поверхню у високочистому інертному середовищі. Уперше сформульовано й експериментально обґрунтовано концепцію систем повної самоорганізації, сутність якої полягає у взаємозалежних дисипативній самоорганізації квазірівноважних стаціонарних умов конденсації та консервативній самоорганізації росту низькорозмірних структур на підкладці. Самоорганізація структуроутворення визначається положенням критичної енергії в спектрі енергій зв’язку адатомів із ростовою поверхнею залежно від пересичення осаджуваної пари, Оствальдівським дозріванням за достатньої густини активних центрів нуклеації, а також конкуруючим впливом розігрівання ростової поверхні в процесі конденсації та дії плазми, ефектом Гіббса – Томсона, структурною та польовою селективностями.
Диссертация посвящена установлению и систематизации механизмов и закономерностей самосборки низкоразмерных систем слаболетучих веществ Al, Ag, Cu, Ni, Ti, Si в самоорганизующихся квазиравновесных стационарных условиях конденсации при воздействии низкотемпературной плазмы на ростовую поверхность в чистой инертной среде. Впервые сформулирована и экспериментально реализована концепция систем полной самоорганизации, суть которой заключается во взаимосвязанных диссипативной самоорганизации квазиравновесных стационарных условий конденсации и консервативной самоорганизации роста низкоразмерных структур на подложке. Самоорганизация структурообразования определяется положением критической энергии в спектре энергий связи адатомов с ростовой поверхностью в зависимости от пересыщения осаждаемых паров, Оствальдовским созреванием при достаточной концентрации активных центров нуклеации, конкурирующим влиянием разогрева ростовой поверхности в процессе конденсации, эффектом Гиббса – Томсона, структурной и полевой селективностями.
The thesis is devoted to determination and systematization of mechanisms and regularities of low-dimensional systems self-assembly for weakly volatile Al, Ag, Cu, Ni, Ti and Si within self-organized quasi-equilibrium steady-state conditions under direct action of low-temperature plasma onto a growth surface in highly pure inert ambient. The concept of complete self-organization systems is formulated and experimentally realized for the first time which consists in interdependent dissipative self-organization of quasi-equilibrium steady-state condensation conditions and conservative self-organization of low-dimensional structure growth on substrates. Self-organization of structure formation is determined by a critical energy position in the range of atom binding energies with the growth surface depending on the supersaturation of deposited vapours, as well as by Ostwald ripening at high enough density of active nucleation centres, competitive contributions of growth surface temperature, Gibbs – Thomson effect, structural and field selectivities. The physical model of quasi-equilibrium steady-state condensation conditions is proposed that consists in keeping low relative supersaturation at the level of ~ 10–5 – 10–2 by means of high growth surface temperature, weak deposited fluxes, action of physical and/or chemical factors of an active ambient, i. e. low-temperature plasma of magnetron discharge. To realize the model for weakly volatile metals and silicon, a new type of sputtering devices in the form of accumulative ion-plasma systems (AIPS) is developed and patented which are based on modified dc magnetron sputtering combined with the hollow cathode and represent an example of complete self-organization systems. Within the AIPS plasma acts directly onto the growth surface under accumulation of substance and increased working gas pressure (1–25 Pa) that results in decrease of the desorption energy to an effective value. Interdependent changes of the growth surface temperature, the deposited flux and the relative supersaturation are of self-organized character and mainly result in keeping constant low supersaturation. The self-organized conditions are studied by two mathematical models based on mass transfer and energy balance analysis, as well as on standard synergetic approach using phase plane method. The macroscopic and microscopic criteria of stationarity are formulated as constancy of low supersaturation in time and invariable position of the critical energy correspondingly. It has been found that traditional ideas about growth mechanisms under Volmer –Weber mode are limited to only relatively high supersaturation. However, under low supersaturation and plasma action in pure ambient, nucleation starts with pseudomorphic growth of an amorphous phase being up to 3.5 nm thick both on isotropic and monocrystalline substrates. During further deposition growth of statistically uniform Сu and Ni nanocluster systems are observed that are 20–40 nm in diameter and tend to self-organized shape and size, as well as three-dimensional nanocluster networks. Structural fragments originate and join on the active centers of the substrate and of the negative curvature surfaces without pronounced coalescence. During prolonged deposition 30 min – 9 h wide spectrum of Al, Cu, Ni, Ti, Si structures is fabricated that exceed the bounds of traditional structure zone models, among which there are the following: highly porous Al, Cu, Ni, Ti structures, amorphous Si island systems, Si, Cu and Al condensates with developed surface of self-organized character, Al layers with closed cyclic porosity, elongated structural fragments of Cu on the base porous layers. By mathematical modelling it is found that growth of multiwall carbon nanotubes in a cathodic deposit during plasma-arc synthesis possesses the same self-organized features as shown above and under low steady-state supersaturation ~ 10–2.