Вестник Кольского научного центра РАН №2, 2022 г.

чества: полетами в космическое пространство, преодолением сверхзвуковых скоростей, за­ щитой материалов от новых агрессивных сред, проведением энергетически трудноосуществи­ мых реакций и т.д. Композиционные материалы на основе углеродных волокон, армированных карбидами, двойными карбидами, оксидами тугоплавких металлов способны решать подоб­ ные задачи и уже активно внедряются в науко­ емкие технологические процессы. Так, например, металлы платиновой груп­ пы способны диссоциировать водород в при­ сутствии влаги при 25° C. Эту способность демонстрирует каталитическое восстановле­ ние WO3до HxWO3влажным водородом Н2с ис­ пользованием механической смеси Pt и WO3 [Vannice, 1970]. В отсутствие катализатора восстановление не происходит при темпера­ туре ниже 400 °C. Но на поверхности карбида вольфрама WC каталитическое низкотемпера­ турное восстановление WO3 с образованием HxWO3 происходит, хоть и с меньшей скоро­ стью примерно на два порядка, чем в случае с Pt [Boudart, 1969]. Нанесение каталитического покрытия на развитую поверхность позволяет моделиро­ вать катализатор более эффективным и менее дорогим. Такой катализатор позволяет снизить рабочие температуры и давление процесса, повысить конверсию. Существует большое ко­ личество подложек с развитой или пористой поверхностью. Для электрохимического осаж­ дения из расплавленных солей карбидов туго­ плавких металлов углеродные волокна играют наилучшую роль в качестве подложки. Покры­ тия из карбидов тугоплавких металлов на под­ ложках с высокой удельной поверхностью мо­ гут быть использованы не только в качестве армированных волокнистых материалов в виде наполнителя пустых пространств летательных аппаратов, но также в качестве каталитических систем и в электрокаталитических реакциях восстановления и окисления [Goti, 2008]. Методика эксперимента Для синтеза покрытий и кристаллов кар­ бидов тугоплавких металлов использовался метод бестокового переноса электроотрица­ тельного металла на более электроположи­ тельную подложку из углеродного волокна че­ рез расплавленную смесь солей. В качестве фонового расплава выступала эквимолярная смесь NaCl-KCl, которую погружали в стекло­ углеродный тигель. Другие компоненты для получения композита NbC/C - гептафторони- обат калия K2NbF7 в количестве 30 мас. % от массы эквимолярной смеси NaCl-KCl и метал­ лический ниобий высокой чистоты. Для полу­ чения композита TaC/C к фоновому расплаву добавлялся гептафторотанталат калия K2TaF7 (30 мас. % от NaCl-KCl) и металлический тан­ тал. Для получения композита Mo2C/C - мо- либдат натрия Na2MoO4 (15 мас. % от NaCl-KCl) и металлический молибден. Тигель погружал­ ся в герметичную реторту, в качестве которой выступал толстостенный стакан из нержавею­ щей стали с рубашкой охлаждения. Реторту ва- куумировали до остаточного давления менее 1,0 Па сначала на холоду - при комнатной тем­ пературе, а затем при нагреве до 100-2000С. Далее реторту заполняли инертным газом (ар­ гоном) и плавили электролит. После выдержки электролита при заданной температуре через технологическое отверстие в реторте угле­ родное волокно погружали в расплав солей. Углеродное волокно погружалось в расплав в специальном держателе из вольфрама, за­ крепленном на молибденовом токоподводе. Время электрохимического синтеза варьиро­ вали от 1 до 24 часов. Для изучения кинетики электрокаталитиче- ского разложения пероксида водорода на син­ тезированных композиционных материалах «карбид тугоплавкого металла - углеродное во­ локно» проводили следующие эксперименты. Наполненная раствором пероксида водоро­ да мерная посуда выдерживалась в водяной бане термостата необходимое время. Кинети­ ка реакции исследовалась при 25, 30, 40, 50, 60, 70 и 80°C. Для исследования кинетики реакции элек- трокаталитического разложения пероксида водорода на поверхности композиционного материала можно применять методы физи­ ко-химического анализа, основанные на из­ 25 В.С. Долматов rio.ksc.ru/zhurnaly/vestnik