Анотація до роботи:

Талаш В.М. Особливості окиснення в 3% розчині NaCl композиційних матеріалів на основі дібориду титану, нітридів титану і алюмінію. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.04 – фізична хімія. Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, Київ, 2004.

Досліджена анодна поведінка в 3%-ному розчині NaCl, що імітує морську воду, компактних зразків нітриду титану змінного складу по азоту, дібориду титану, композитів на основі дібориду титану та нітридів титану і алюмінію систем TiB₂-AlN – та TiB₂-TiN, а також хімічних Ni-Р – і Co-P – плакуючих покриттів. За допомогою рентгенофазового аналізу встановлені фазові склади утворених плівок на окиснених зразках TiN_x. Проведені на потенціостатах П-5848 та ПИ-50-1 потенціодинамічні дослідження (за методом поляризаційних кривих) показали, що корозійна поведінка зразків нітриду титану TiN_0,70, TiN_0,97 та TiN_1,00 в області гомогенності в 3% NaCl спочатку характеризується їх розчиненням з переходом у електроліт іонів титану різної валентності (III, IV), а в подальшому – при незначному збільшенні потенціалу – утворенням пасивуючих шарів оксинітриду титану в нерівноважному стані, ступінь впорядкованості атомів кисню в якому серед нестехіометричних складів досягає свого максимуму у випадку TiN_0,97, з наступним переходом у шар рутилу. Швидкість окиснення зразків TiN_х зі збільшенням вмісту азоту у ряді TiN_0,70ТiN_0,97TiN_1,00 істотно зменшується. Показано взаємозв`язок складів нітриду титану в області гомогенності з їх корозійною поведінкою.

Дослідження корозії композиційної кераміки TiВ₂-TiN та TiB₂-AlN в 3% NaCl за нормальних умов показали, що електролітичне розчинення TiB₂-AlN – та TiB₂-TiN – керамік є багатоступеневим процесом,. встановлено механізми окиснення цих композитів. За допомогою методів РФА та Оже-спектроскопії ідентифіковано фазовий склад шарів окалини на анодноокиснених зразках. Встановлено, що опір корозії у морській воді отриманих перспективних подвійних керамік є виключно високим.

Проведено дослідження високотемпературної корозії на повітрі (до 1473 К) та електролітичної корозії у морській воді (293 К) плакуючих Ni-P – та Co-P – покриттів на зразках, основу яких складало залізо. Встановлена постадійність процесів окиснення та механізми корозійної поведінки плакуючих Ме-P – покриттів на цих зразках. Проведені дослідження по визначенню механізмів окиснення плакованих зразків дають основу для прогнозування поведінки конструкційних матеріалів (в т.ч. і на основі кераміки) при окисних процесах в природних середовищах.

1. Компактний мононітрид титану та покриття на його основі характеризуються багатьма цінними фізико-хімічними властивостями, що обумовлені, головним чином, великою енергією хімічного зв`язку. Однак такі недоліки мононітриду титану, як практична відсутність пластичності при кімнатній температурі, нахил до руйнування при високих температурах та значна крихкість заважають його широкому застосуванню, проте TiN, як і AlN та TiВ₂, мають перспективу при створенні нових багатокомпонентних композиційних матеріалів.

2. Встановлено, що швидкість розчинення складів TiN_х зі збільшенням вмісту азоту у ряді TiN_0,70ТiN_0,97TiN_1,00 зменшується; процеси анодного окиснення нітриду титану змінних складів по азоту в 3%-ному розчині NaCl характеризуються утворенням пасивуючих шарів оксинітриду титану в нерівноважному стані з подальшим їх переходом у шар рутилу.

3. Показано, що електролітичне окиснення керамічних композитів TiB₂-AlN та TiB₂-TiN в 3% розчині NaCl є багатоступеневим послідовним процесом. Після початкового розчинення – з переходом іонів Ti³⁺-, TiO²⁺ та борної кислоти H₃BO₃ в розчин – має місце утворення захисних шарів оксинітриду TiN_xO_y та рутилу TiO₂, що в подальшому утворюють пасивуючі плівки змінних складів, які уповільнюють розчинення цих композиційних матеріалів.

З`ясовано, що при невеликих анодних потенціалах високий опір до окиснення компактних зразків TiB₂-AlN та TiB₂-TiN зменшується однаково незначно; при розвинутому анодному процесі TiB₂-AlN – кераміка більш стійка, ніж TiB₂-TiN. Кераміки TiB₂-AlN та TiB₂-TiN за комплексом своїх властивостей можуть бути рекомендовані для застосування в якості конструкційних матеріалів, здатних до тривалої експлуатації у природних середовищах.

4. Механізми високотемпературного та електролітичного окиснення в природних середовищах Ме-Р – покриттів мають багатостадійний характер; при окисненні нікель-фосфорних покриттів, плакування якими сприятиме стійкості в т.ч. нестійких керамік, визначальну роль відіграє фосфід Ni₂P; кобальт-фосфорне покриття захисних властивостей в морській воді не виявило.

5. На прикладі окиснення плакованих Ме-Р – сплавами залізних зразків, як і конструкційних керамік TiB₂-AlN та TiB₂-TiN, підтверджено існування аналогій між механізмами електролітичної та високотемпературної корозії цих матеріалів, що має важливе практичне значення при прогнозуванні корозійної поведінки конструк-ційних матеріалів.

Публікації автора:

1. В.А. Швец, В.А. Лавренко, В.Н. Талаш, О.А. Френкель. Коррозионные свойства новых композиционных керамических материалов систем TiB₂ – TiN и TiB₂ – AlN в 3% растворе NaCl // Фізико–хімічна механіка матеріалів. – 2000. – Т.1, спец. випуск №1. -С. 411-416.

Здобувачем за допомогою поляризаційного методу був з`ясований вплив пасивуючих шарів оксидних плівок, що утворюються на поверхні означених композиційних матеріалів, на їх корозійну поведінку у морській воді.

2. В.Н. Талаш, В.А. Лавренко, О.А. Френкель. Получение и свойства железных порошков, плакированных никелем и кобальтом // Порошковая металлургия. - 2002. - № 7/8. - С. 9 -14.

Здобувачем було здійснено плакування вихідних порошків та досліджено особливості їх високотемпературного окиснення на повітрі.

3. В.О. Лавренко, В.М. Талаш. Корозійні властивості сталі 08кп, плакованої Ni – P та Co – P покриттями, у морській воді // Доповіді НАН України. - 2002. - №11. - С. 90-94.

Здобувачем було здійснено плакування вихідних зразків та за допомогою поляризаційного методу досліджено особливості електролітичного розчинення Ме-Р – покриттів у морській воді.

4. В.А. Лавренко, В.А. Швец, А.П. Уманский, А.Б. Белых, В.М. Адеев, В.Н. Талаш. Электролитическая коррозия композиционных материалов на основе карбонитрида титана // Порошковая металлургия. – 2004. - № 1/2. - С. 72 -78.

Здобувачем за допомогою поляризаційного методу досліджено електрохімічні корозійні процеси, що відбуваються на поверхнях компактних зразків нітриду титану та карбонітриду титану при анодному розчиненні в морській воді.

5. В. Лавренко, В. Швец, В. Талаш, О. Френкель, Т. Хомко. Особенности коррозии нитрида титана различного состава по азоту в 3% - ном растворе NaCl // Фізико–хімічна механіка матеріалів. – 2004. – Т.2, спец. випуск № 4. - С. 748-751.

Здобувачем за допомогою поляризаційного методу встановлені особливості анодного окиснення у морській воді зразків нітриду титану в області гомогенності.

6. V.A. Lavrenko, V.A. Shvets, T.V. Mosina, V.N. Talash. Corrosion of AlN – TiN ceramics in 3% NaCl solution // Abstracts of 9^th Cimtec–World Ceramics Congress & Forum on New Materials ”Ceramics: Getting into the 2000s”. - Florence, Italy. - June 1998.- Р. B-1: PO4.

Здобувачем було проведено дослідження методом поляризаційних кривих корозійної поведінки зразків (в т.ч. індивідуального TiN).

7. V.A. Lavrenko, S.B. Prima, V.A. Shvets, V.N. Talash. Corrosion of TiN – AlN composite and intermetallics of Ti-Al system in 3% NaCl // British Ceramic Proceedings, no. 60, Abstracts of 6^th Conference and Exhibition of the European Ceramic Society. - V. 1. - Brighton, United Kingdom. - June 1999. - Р.475-476.

Здобувачем за допомогою поляризаційного методу було досліджено вплив вмісту TiN на корозійну поведінку композиційних матеріалів.

8. V.A.Lavrenko, V.A.Shvets, M.Desmaison–Brut, J.Desmaison and V.N. Talash. Kinetics of electrochemical processes on surface of TiB₂-AlN, TiB₂-TiN and TiC_0,5N_0,5 ceramics in 3% NaCl solution // Abstracts of Intern. Conf. “Advanced materials”. - Kyiv, Ukraine. - 1999. – Р.137.

Здобувачем за допомогою поляризаційного методу було досліджено електрохімічні корозійні процеси, що відбуваються на поверхні композиційних матеріалів еквімолярного складу при анодному розчиненні в морській воді.