Удосконалено процес електрохімічного нанесення каталітично-активних покриттів на основі паладію та сплаву паладій - нікель. Розроблено електрохімічний спосіб підготовки поверхні носія та визначено кінетичні параметри процесу електрохімічного формування електродних матералів з корозійностійкої сталі з високорозвиненою питомою поверхнею. Запропоновано електроліт і режим електролізу. Визначено стійкість пірофосфатних і пірофосфатно-амонійних комплексів паладію та запропоновано полілігандну систему для осадження паладію та його сплавів. Установлено механізм катодного відновлення паладію з комплексних електролітів та визначено природу лімітивної стадії, якою є попередня хімічна стадія дисоціації комплексів. На підставі одержаних кінетичних параметрів обгрунтовано склад електролітів і оптимізовано процес формування паладійвмісних покриттів. Запропоновано застосування імпульсних режимів електролізу для осадження паладійвмісних сплавів, які забезпечують підвищення продуктивності процесу, збільшення вмісту неблагородного компонента. На підставі вивчення корозійної стійкості та каталітичної активності паладійвмісних покриттів у електрохімічних процесах та газофазних реакціях запропоновано використовувати у каталітичних схемах сплав з вмістом нікелю до 20 %.

  Скачати повний текст

дослідження – хімічні реакції в об'ємі електроліту та електрохімічні процеси на межі фаз при спільному осадженні кобальту з вольфрамом, молібденом і цирконієм у сплав або композиційні покриви. Предмет дослідження – закономірності і технологічні параметри катодного осадження покривів на основі кобальту з тугоплавкими металами з комплексних полілігандних електролітів, функціональні властивості покривів. Мета дослідження – розробка наукових основ електрохімічної технології покривів сплавами і композитами на основі кобальту з тугоплавкими металами як матеріалів для еко- і енерготехнологій. Методи дослідження ‒ вольтамперометрія, енергодисперсійна рентгенівська спектрометрія, сканівна електронна мікроскопія, сканівна зондова мікроскопія, рентгенівська дифрактометрія, спектроскопія електродного імпедансу. Теоретичні і практичні результати ‒ обґрунтовано механізм співосадження металів у покриви Со-Mo-W/Со-Mo-WOx, Сo-Мо-Zr/Сo-Мо-ZrO2, Сo-W-Zr/Сo-W-ZrO2, як сукупність послідовних і спряжених реакцій за участю моно- і білігандних комплексів та ад-атомів водню, та запропоновано узагальнену схему. Доведена можливість керування складом і структурою багатокомпонентних покривів на основі кобальту шляхом варіювання складу електроліту, а також використання постійного або уніполярного імпульсного струму з варіюванням густини струму. Розроблено варіативну технологічну схему електроосадження сплавів та композитів на основі кобальту з тугоплавками металами, які дозволяють формувати як тонкоплівкові матеріали цільового призначення, так і синергетичні матеріали з підвищеними фізико-механічними і фізико-хімічними властивостями. Новизна ‒ експериментально доведено гіпотезу осадження з розчинів електролітів нанокомпозиційних багатокомпонентних покривів зі зміцнювальною фазою, яка утворюється in situ в електродному процесі. Визначено вплив складу електролітів і режимів електролізу на елементний, фазовий склад і морфологію поверхні отриманих покривів. Ступінь упровадження ‒ проведено випробування лабораторних зразків та експериментальних виробів з розробленими покриттями на підприємствах АТ «Харківський тракторний завод» і ТОВ «НВФ ДКБ ХМ». Сфера використання ‒ технологія електрохімічних виробництв, у науково-дослідних інститутах та навчальному процесі.^UThe object of research is chemical reactions in the electrolyte and electrochemical processes that occur at the phase interface during the co-deposition of cobalt in combination with tungsten, molybdenum and zirconium to the alloy or composite coatings. The subject of research is the mechanisms and technological parameters of the cathode deposition of cobalt–based coatings with refractory metals from complex polyligand electrolytes and the functional properties of obtained coatings. The purpose of the study is devoted to the development of the scientific bases for electrolytic alloys and composites that are based on cobalt with refractory metals and are intended for eco- and energy technologies. Research methods ‒ voltammetry, energy dispersion X-ray spectrometry, scanning electron microscopy, scanning probe microscopy, X-ray diffractometry, electrode impedance spectroscopy. Theoretical and practical results – a mechanism of the codeposition of the metals to Со-Mo-W/Со-Mo-WOx, Сo-Мо-Zr/Сo-Мо-ZrO2, Сo-W-Zr/Сo-W-ZrO2 coatings was substantiated as an aggregate of consecutive and conjugated reactions with participation of mono- and biligand complexes and hydrogen ad-atoms and the generalized chart has been suggested. It was proved that it is quite possible to control the composition and the structure of the multicomponent cobalt-based coatings by varying the electrolyte composition and also by using direct or unipolar pulse current of the varied current density. The variadic process flow diagram was developed for the electrodeposition of the alloys and composites that are based on cobalt with refractory metals that enable the deposition of the thin-film materials for the intended purpose and synergetic materials with the comprehensive realization of improved physical-mechanical and physical-chemical properties in surface layers. The novelty – The hypothesis of the deposition of nanocomposite multicomponent coatings with the strengthening phase from electrolyte solutions was experimentally proved. This strengthening phase is formed in situ throughout the electrode process and due to this fact it is uniformly distributed in the growing coating layer. The effects of the electrolyte composition and electrolysis conditions on the elemental and phase composition and also on the surface morphology of obtained coatings have been defined. The realization degree consist of the laboratory samples and experimental items with developed coatings pilot test at the enterprises of JSC «Kharkiv Tractor Plant» and LTD “SPF LCB HM”. The branch of this research application is the technical process of electrochemical production, Research Studies Institutes and а educational process.