Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.439-443 УДК 620.197 : 537.622 : 542.973 ПРИМЕНЕНИЕ ПЛАЗМЕННО-ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ОКСИДИРОВАНИЯ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ В. С. Руднев12, И. В. Л укиянчук1, М. С. Васильева12, М. А. Медков1 1Институт химии ДВО РАН, г. Владивосток, Россия 2Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток, Россия Аннотация Рассматривается применение плазменно-электролитического оксидирования для формирования на м еталлах вентильной группы, преимущественно алюминии и титане, оксидных покрытий с ферромагнитными, каталитическими, биоцидными или биосовместимыми свойствами. Расмотрены вопросы получения покрытий со сложной архитектурой поверхности. Ключевые слова: титан, алюминий, плазменно-электролитическое оксидирование, экстракционный пиролиз, функциональные оксидные покрытия. APPLICATION OF PLASMA-ELECTROLYTIC OXIDATION FOR FORMATION OF FUNCTIONAL MULTICOMPONENT COATINGS ON METALS AND ALLOYS V. S. Rudnev12,1. V. Lukiyanchuk1, M. S. Vasilyeva1’2, М. А. Medkov1 11nstitute o f ^ e m is try o f the Far-Eastern Branch o f the RAS, Vladivostok, Russia 2Far-Eastern Federal University, Vladivostok, Russia A b stra c t The paper d iscu sses the use of plasma electrolytic oxidation for forming the oxide coatings having ferromagnetic, catalytic, biocide or biocompable properties on valve metals, mainly on aluminum and titanium. The items of obtaining the coatings with complex surface architecture are considered. Keywords: titanium, aluminum, plasma-electrolytic oxidation, extraction pyrolysis, functional oxide coatings. В статье рассмотрены некоторые развиваемые в Институте химии ДВО РАН направления формирования функциональных покрытий, используя метод плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО). В научной литературе его также называют микродуговым оксидированием (МДО). 1. Плазменно-электролитическое оксидирование — формирование на металлах и сплавах оксидных покрытий в электролитах под действием искровых или микродуговых электрических разрядов. На рис. 1 показан процесс обработки ( а ), искровые разряды в приповерхностном слое растущего оксидного слоя ( б ), некоторые примеры обрабатываемых металлических изделий (в-е), процесс нанесения покрытия на локальный участок (ж) и схема нанесения покрытия на внутренюю полость изделия (з). Высокая температура в области действия разряда, плавление прилегающего объема материала растущего оксида с последущим его быстрым затвердеванием на фоне средней комнатной температуры электролита, значительные перепады давления при возникновении и схлопывании разряда, высокие напряженности электрического поля создают условия для получения покрытий различного химического и фазового состава с различной пористостью и шероховатостью, т. е. различного функционального назначения. Для придания новых функциональных свойств сформированным покрытиям перспективно также использование сочетания метода с другими методами поверхностной обработки, такими как экстракцилнный пиролиз, импрегнирование с последующим отжигом, золь-гегь синтез и т. д. 2. Основные типы формируемых покрытий. Варьируя состав электролита, временные и электрические параметры формирования методом ПЭО, формируют три основных типа покрытий (рж. 2_. Первый тип — покрытия, содержащие только оксид обрабатываемого металла, обычно его высокотемпературную модификацию. На алюминии и его сплавах такие покрытия получают, например, в водном растворе КОН. Покрытия содержат кристаллические y-,a-Al2O3. Второй тип— покрытия с включениями соединений на основе компонентов электролита. Покрытия с включениями соединений кремния на вентильных металлах получают, например, в водном растворе Na 2 SiO 3 . Третий тип — слоистые покрытия— получают на поверхности вентильных металлов, например в электролитах с полифосфатами — комплексами переходных металлов, в электролитах с изо- и гетерополиоксоанионами. Так, на алюминии или титане могут быть получены покрытия с оксидами вольфрама, ванадия или циркония во внешнем слое. На рис. 3 представлены примеры покрытий, содержащих на поверхности некоторые неорганические соединения. Соответственно, поверхность проявляет свойства, соответствующие этим соединениям. Многие из этих покрытий могут быть применены для декоративной отделки изделий. 439