Влияние параметров плазменно-электролитического оксидирования на состав, структуру и свойства поверхности легированного редкоземельными элементами сплава магния WE43

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методами сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, рентгенофазового анализа, а также электрохимическими методами исследовано влияние параметров процесса плазменно-электролитического оксидирования магниевого сплава WE43 в пирофосфатном электролите на структуру, состав и защитные свойства формируемых покрытий. Показано, что при увеличении продолжительности плазменно-электролитического оксидирования происходит уменьшение пористости формируемых покрытий и увеличение содержания в их составе ортофосфата магния. Установлено, что по сравнению с исходным образцом сплава WE43 ПЭО способствует уменьшению скорости коррозии в растворе Хэнкса в 4.1–31.6 раза.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Поспелов

Белорусский государственный технологический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: andrei29088@mail.ru
Белоруссия, 220006 Минск

А. А. Касач

Белорусский государственный технологический университет

Email: andrei29088@mail.ru

кафедра химии, технологии электрохимических производств и материалов электронной техники

Белоруссия, 220006 Минск

Д. С. Харитонов

Jerzy Haber Institute of Catalysis and Surface Chemistry

Email: andrei29088@mail.ru

Polish Academy of Sciences, Electrochemistry and Corrosion Laboratory

Польша, 30-239 Краков

А. Р. Цыганов

Белорусский государственный технологический университет

Email: andrei29088@mail.ru

кафедра физической, коллоидной и аналитической химии

Белоруссия, 220006 Минск

И. И. Курило

Белорусский государственный технологический университет

Email: andrei29088@mail.ru

кафедра физической, коллоидной и аналитической химии

Россия, 220006 Минск

Список литературы

  1. Chen Q., Thouas G. A. // Materials Science and Engineering: R: Reports. 2015. V. 87. P. 1–57.
  2. Geetha M., Singh A. K., Asokamani R. et al. // Progress in Materials Science. 2009. V. 54. № 3. P. 397–425.
  3. Zimmerli W. // Journal of Internal Medicine. 2014. V. 276. № 2. P. 111–119.
  4. Xiong M., Bao Y., Yang X. Z. et al. // Advanced Drug Delivery Reviews. 2014. Vol. 78. P. 63–76.
  5. Campoccia D., Montanaro L., Arciola C. R. // Biomaterials. 2006. V. 27. № 11. P. 2331–2339.
  6. Simchi A., Tamjid E., Pishbin F. et al. // Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. 2011. V. 7. № 1. P. 22–39.
  7. GonzaLez-Carrasco J.L. // Bone Repair Biomaterials. 2009. P. 154–193.
  8. Heise S., Hohlinger M., Torres Y. et al. // Electrochimica Acta. 2017. V. 232. P. 456–464.
  9. Staiger M. P., Pietak A. M., Huadmai J. et al. // Biomaterials. 2006. V. 27. № 9. P. 1728–1734.
  10. Haynes W. M. Handbook of Chemistry and Physics. CRC Press. 1942. 488 с.
  11. Atrens A., Johnston S., Shi Z. et al // Scripta Materialia. 2018. V. 154. P. 92–100.
  12. Witte F., Kaese V., Haferkamp H. et al // Biomaterials. 2005. V. 26. № 17. P. 3557–3563.
  13. Li X., Liu X., Wu S. et al. // Acta Biomaterialia. 2016. V. 45. P. 2–30.
  14. Zeng R., Dietzel W., Witte F. et al. // Advanced Engineering Materials. 2008. V. 10. № 8. P. 3–14.
  15. Hagihara K., Shakudo S., Fujii K. et al. // Materials Science and Engineering: C. 2014. V. 44. P. 285–292.
  16. Chen D., He Y., Tao H. et al. // International Journal of Molecular Medicine. 2011. V. 28. № 3. P. 343–348.
  17. Chou D. T., Hong D., Saha P. et al. // Acta Biomaterialia. 2013. V. 9. № 10. P. 8518–8533.
  18. Ding Y., Wen C., Hodgson P. // Journal of Materials Chemistry B. 2014. V. 2. № 14. P. 1912–1933.
  19. Phuong N., Lee K., Chang D. et al. // Metals and Materials International. 2013. V. 19. № 2. P. 273–281.
  20. Chen X. B., Birbilis N., Abbott T. B. // Corrosion. 2011. V. 67. № 3. P. 1–16.
  21. Liu B., Zhang X., Xiao G. Y. et al. // Materials Science and Engineering: C. 2015. V. 47. P. 97–104.
  22. Kouisni L., Azzi M., Zertoubi M. et al. // Surface and Coatings Technology. 2004. V. 185. № 1. P. 58–67.
  23. Gupta R. K., Mensah-Darkwa K., Kumar D. // Journal of Materials Science & Technology. 2014. V. 30. № 1. P. 47–53.
  24. Blawert C., Dietzel W., Ghali E. et al. // Advanced Engineering Materials. 2006. V. 6. № 8. P. 511–533.
  25. Turowska A., Adamiec J. // Archives of Metallurgy and Materials. 2015. V. 60. № 4. P. 2695–2701.
  26. Hornberger H., Virtanen S., Boccaccini A. R. // Acta Biomaterialia. 2012. V. 8. № 7. P. 2442–2455.
  27. Ezechieli M., Ettinger M., Konig C. et al. // Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 2016. V. 24. № 12. P. 3976–3981.
  28. Dvorsky D., Kubasek J., Vojtech D. // Solid State Phenomena. 2017. V. 270. P. 205–211.
  29. Jin W., Wu G., Feng H. et al. // Corrosion Science. 2015. V. 94. P. 142–155.
  30. Birbilis N., Cavanaugh M., Sudholz A. D. et al. // Corrosion Science. 2011. V. 53. № 1. P. 168–176.
  31. Liu M., Schmutz P., Uggowitzer P. et al. // Corrosion Science. 2010. V. 52. № 11. P. 3687–3701.
  32. Kubasek J., Dvorsky D., Cavojsky M. et al. // Kovove Materialy. 2019. V. 57. № 3. P. 159–165.
  33. Huo H., Li Y., Wang F. // Corrosion Science. 2004. V. 46. № 6. P. 1467–1477.
  34. Galio A., Lamaka S., Zheludkevich M. et al. // Surface and Coatings Technology. 2010. V. 204. № 9–10. P. 1479–1486.
  35. Li Q., Liang J. // Modern Surface Engineering Treatments. 2013. V. 4. P. 75–99.
  36. Song X., Lu J., Yin X. et al. // Journal of Magnesium and Alloys. 2013. V. 1. № 4. P. 318–322.
  37. Rudnev V. S., Boguta D. L., Yarovaya T. P. et al. // Protection of Metals. 1999. V. 35. № 5. P. 473–476.
  38. Tran B., Brown S. D., Wirtz G. P. // American Ceramic Society Bulletin. 1977. V. 56. P. 563–566.
  39. Malayoglu U., Tekin K. C., Shrestha S. // Surface and Coatings Technology. 2010. V. 205. № 6. P. 1793–1798.
  40. Kazanski B., Kossenko A., Zinigrad M. et al. // Applied Surface Science. 2013. V. 287. P. 461–466.
  41. Cao F., Lin L., Zhang Z. et al. // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2008. V. 18. № 2. P. 240–247.
  42. Blawert C., Sah S. P., Scharnagl N. et al. // Surface Modification of Magnesium and Its Alloys for Biomedical Applications. 2015. V. 2. P. 193–234.
  43. Liu X., Shan D., Song Y. T. et al. // Journal of Magnesium and Alloys. 2017. V. 5. № 1. P. 26–34.
  44. Fattah-alhosseini A., Chaharmahali R., Babaei K. et al. // Journal of Magnesium and Alloys. 2022. V. 10. № 9. P. 2354–2383.
  45. Acquesta A., Russo P., Monetta T. // Crystals. 2023. V. 13. № 3. P. 510.
  46. Hussein R., Northwood D., Nie X. // Materials Sciences and Applications. 2014. V. 5. № 3. P. 124–139.
  47. Osipenko M., Kasach A., Adamiec J. el al. // Journal of Solid State Electrochemistry. 2023. № 0123456789.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. СЭМ-изображения поверхности образца сплава WE43.

Скачать (613KB)
Метаданные
3. Рис. 2. СЭМ-изображение и элементные карты поверхности образца сплава WE43.

Скачать (1MB)
Метаданные
4. Рис. 3. Хронограммы напряжения ПЭО сплава WE43 в пирофосфатном электролите: Плотность тока ПЭО, А/дм²: 1 - 20; 2 - 30; 3 - 40.

Скачать (127KB)
Метаданные
5. Рис. 4. СЭМ-изображения поверхности образцов сплава WE43 после ПЭО: Длительность обработки, с: (а, г, ж) - 300; (б, д, з) - 450; (в, е, и) - 600. Плотность тока импульса, А/дм²: (а-в) - 20; (г-е) - 30; (ж-и) - 40.

Скачать (2MB)
Метаданные
6. Рис. 5. Нормальное распределение диаметра пор покрытий, полученных при плотностях тока 20 (а), 30 (б) и 40 (в) А/дм²: Длительность электролиза, с: 1 - 300; 2 - 450; 3 - 600.

Скачать (507KB)
Метаданные
7. Рис. 6. СЭМ-изображение поперечного шлифа образца сплава WE43 после ПЭО.

Скачать (272KB)
Метаданные
8. Рис. 7. СЭМ-изображение и элементные карты поперечного шлифа образца сплава WE43 после ПЭО.

Скачать (1MB)
Метаданные
9. Рис. 8. СЭМ-изображения поперечных шлифов образцов сплава WE43 после ПЭО: Длительность обработки, с (а, г, ж) - 300; (б, д, з) - 450; (в, е, и) - 600. Плотность тока импульса, А/дм2: (а—в) - 20; (г—е) - 30; (ж-и) - 40.

Скачать (643KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Дифрактограммы сплава WE43 до (1) и после ПЭО (2—10): Плотность тока ПЭО, А/дм2: 2, 3, 4 — 20; 5, 6, 7 — 30; 8, 9. 10- 40. Длительность ПЭО, с: 2, 5, 8- 300; 3, 6. 9- 450; 4, 7, 10- 600.

Скачать (689KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Поляризационные кривые исследуемых образцов в растворе Хэнкса, полученных при плотностях тока ПЭО 20 (а), 30 (б) и 40 (в) А/дм². Длительность электролиза, с: 1 - 300; 2- 450; 3 - 600.

Скачать (274KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Спектры импеданса сплава WE43 (а) и образцов сплава WE43 после ПЭО (б-г) в растворе Хэнкса: Длительность электролиза. с: 1 - 300; 2- 450; 3 - 600. Плотность тока импульса ПЭО, А/дм2: (б) - 20; (в) - 30; (г) - 40.

Скачать (696KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024