Исследование Состава И Свойств Защитных Слоев, Формируемых На Поверхностях Сталей Ионно-Ассистируемым Осаждением Кадмия, Цинка И Алюминия

Abstract

Исследованы слои, формируемые в процессе вакуумного осаждения кадмия, цинка и алюминия на поверхности углеродистой и нержавеющей сталей с целью защиты алюминия и алюминиевых сплавов от коррозии при их контакте со стальными деталями. Защитные слои сформированы в режиме ионно-ассистируемого осаждения, при котором осаждение металла и перемешивание осаждаемого слоя с атомами поверхности подложки ускоренными (U = 5 кВ) ионами того же металла осуществляются, соответственно, из нейтральной фракции пара и плазмы вакуумного дугового разряда импульсного электродугового ионного источника. Морфология и состав получаемых поверхностных слоев исследованы методами растровой электронной микроскопии, рентгеновского электронно-зондового микроанализа и спектрометрии резерфордовского обратного рассеяния. Установлено, что в состав слоев входят атомы осаждаемого металла, материала подложки, а также кислорода и углерода. Толщина слоев составляет ~50-80 нм, содержание осаждаемого металла в них ~(1.0-3.5) × 10 17 ат./см 2 . Испытания коррозии алюминия и алюминиевого сплава при контакте с исследуемыми материалами подтверждают эффективность ионно-лучевого модифицирования поверхности сталей.Ключевые слова: ионно-ассистируемое осаждение металлов, углеродистая и нержавеющая стали, растровая электронная микроскопия, электронно-зондовый микроанализ, спектрометрия резерфордовского обратного рассеяния, контактная коррозия.

Формирование Активной Поверхности Электрокатализаторов Окисления Этанола И Метанола Ионно-Ассистируемым Осаждением Редкоземельных Металлов И Платины На Углеродные Носители

“…На рис. 7 приведены в качестве примера спектры резерфордовского обратного рассеяния ионов 4 Не на поверхности образцов электрокатализаторов, сформированных в процессе ионно- Определение фазового состава формируемых в режиме ионно-ассистируемого осаждения слоев затруднено в силу их аморфной структуры [24,25] и малой (~30 нм) толщины. В ходе исследований с применением рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, выполненных на модельном углеродном материале с гладкой поверхностьюстеклоуглероде, установлено [25], что в получаемых в аналогичных условиях слоях при ионно-ассистируемом осаждении платины атомы металла, углерода и кислорода находятся в нескольких различных валентных состояниях.…”

“…Сложность электрокаталитического процесса окисления этанола и метанола, а также высокая стоимость металлов платиновой группы выдвигают требования поиска новых методов формиро-вания и оптимизации состава каталитических слоев, в том числе с использованием вакуумных методов нанесения металлов. В [22][23][24][25][26] показано, что при ионно-ассистируемом осаждении активных металлов как на металлические (Al, Ti, Ta), так и на углеродные (стеклоуглерод) подложки с гладкой поверхностью образуются многокомпонентные аморфные поверхностные слои толщиной менее 100 нм, обладающие достаточно высокой активностью в процессах электрохимического окисления метанола и этанола. Достигнута также активность электрокатализаторов при ионно-ассистируемом осаждении платины, а также олова и платины на специальные углеродные носители [27,28].…”

“…В [22][23][24][25][26] показано, что при ионно-ассистируемом осаждении активных металлов как на металлические (Al, Ti, Ta), так и на углеродные (стеклоуглерод) подложки с гладкой поверхностью образуются многокомпонентные аморфные поверхностные слои толщиной менее 100 нм, обладающие достаточно высокой активностью в процессах электрохимического окисления метанола и этанола. Достигнута также активность электрокатализаторов при ионно-ассистируемом осаждении платины, а также олова и платины на специальные углеродные носители [27,28]. В сравнении с традиционными многостадийными методами приготовления катализаторов (пропитка носителя растворами соединений каждого из осаждаемых металлов, их восстановление до металлического состояния, многократная отмывка от примесей, сушка) формирование активной поверхности электрокатализаторов посредством ионно-лучевой обработки позволяет получать каталитические слои в один-два приема и значительно сократить расход благородного металла.…”

ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ КАТАЛИТИЧЕСКИХ СЛОЕВ, ФОРМИРУЕМЫХ Ионно-Ассистируемым ОСАЖДЕНИЕМ ОЛОВА И ПЛАТИНЫ НА УГЛЕРОДНЫЕ НОСИТЕЛИ, "Поверхность. Рентгеновские, Синхротронные И Нейтронные Исследования"

“…Выполненные нами исследования [5][6][7][8][9][10] по ионно-лучевому формированию каталитических слоев как на металлических, так и на углеродных подложках с гладкой поверхностью показывают, что при ионно-ассистируемом осаждении платины из плазмы импульсного дугового разряда образуются многокомпонентные аморфные поверхностные слои толщиной менее 100 нм, обладающие достаточно высокой активностью в процессах электрохимического окисления метанола и этанола. В сравнении с традиционными химическими методами приготовления нанесенных катализаторов, основанными на пропитке носителя раствором соединения платины, его восстановлении до металлической платины, сушке и т.д., формирование активной поверхности электрокатализаторов посредством ионно-лучевой обработки позволяет получать каталитические слои в один прием и значительно сократить затраты благородного металла.…”