ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА СПЛАВА VT 6 ПОСЛЕ ПЛАЗМО-ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Аннотация
Методом плазменно-электролитической обработки проведена поверхностная модификация титанового сплава VT 6 в водном растворе, содержащем 5 мас. % гидрата аммония и 10 мас. % хлорида аммония в температурном интервале 650-900 °С. Характеристика поверхностных слоев сплава после плазменной электролитической обработки проводилась с помощью инфракрасной спектроскопии Фурье (FTIR) и порошковой рентгеновской дифракции (XRD). Спектры FTIR регистрировали на спектрометре BrukerVertex80 при комнатной температуре в диапазоне 7500-350 см-1. Спектры показывают наличие фазы рутила на поверхности сплава после плазменной электролитической обработки в растворе электролита указанного состава. Интенсивные пики при 654-643 см-1, слабые пики около 560 см-1 и пики при 425-416 см-1 могут быть отнесены к рутилу. Пики при 466-462 см-1 связаны с валентными колебаниями Ti-O-Ti. С ростом температуры относительная интенсивность пиков, относящихся к рутилу, возрастает. Плазменно-электролитическая обработка приводит к появлению пиков, свидетельствующих об обогащении поверхности сплава азотом: пики при 1634-1622 см-1 могут быть отнесены к асимметричной деформации NH4+; пики около 1539 см-1 относятся к деформации N-H или симметричной деформации NH4+. Пики около 1428-1426 см-1 также могут быть отнесены к деформационным колебаниям NH4+. Плазменно-электролитическая обработка в температурном диапазоне 650-750 ºС приводит к появлению пиков при 1069-1064 см-1. Согласно литературным данным, пики могут быть отнесены к колебаниям Ti-O-N. Рентгеноструктурный анализ позволил установить кристаллическую структуру и фазовую идентификацию титанового сплава VT 6 после плазменно-электролитической обработки. Измерения проводились с использованием дифрактометра Bruker D8 Advance с излучением Mo Kα (λ = 0,07107 нм). Анализ образцов XRD показал, что оксид титана в образцах присутствует как фаза хонгевита (γ-моноклинная сингония), и как магниевая фаза (гексагональная сингония). Кроме пиков TiO наблюдались пики, характерные для хамрабевита TiC в фазе галита (кубическая сингония) и Ti2O3 в фазе корунда (тригональная сингония).
Для цитирования:
Парфенюк В.И., Тесакова М.В., Лутовац М., Кусманов С.А., Лутовац Б., Белкин П.Н., Парфенюк Е.В. Поверхностные свойства сплава VT 6 после плазмо-электролитической обработки.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 3. С. 58-63
Литература
Zhang X., Liu D., Liu G., Wang Z., Tang B. Improvement of the fretting damage resistance of Ti-811 alloy by Cu/Ni multilayer films. Tribology Internat. 2011. V. 44. P. 1488–1494. DOI: 10.1016/j.triboint.2010.11.005.
Tang C.-b., Liu D.-x., Tang B., Zhang X.-h., Qin L., Liu C.-s. Influence of plasma molybdenizing and shot-peening on fretting damage behavior of titanium alloy. Appl. Surf. Sci. 2016. V. 390. P. 946–958. DOI: 10.1016/j.apsusc.2016.08.146.
Aliofkhazraei M., Taheri P., Rouhaghdam A.S., Dehghanian C. Study of nanocrystalline plasma electrolytic carbonitriding for CP-Ti. Mater. Sc. 2007. V. 43. N 6. P. 791–799. DOI: 10.1007/s11003-008-9024-z.
Aliev M.K., Sabour A., Taheri P. Corrosion protection study of nanocrystalline plasma-electrolytic carbonitriding process for CP-Ti. Prot. Met. Phys. Chem. Surf. 2008. V. 44. N 6. P. 618–623. DOI: 10.1134/S0033173208060155.
Kusmanov S.A., Smirnov A.A., Silkin S.A., Parfenyuk V.I., Belkin P.N. Plasma electrolytic nitriding of alpha- and beta-titanium alloy in ammonia-based electrolyte. Surf. Coat. Technol. 2016. V. 307. P. 1291–1296. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2016.08.019.
Kusmanov S.A., Tambovskiy I.V., Sevostyanova V.S., Savushkina S.V., Belkin P.N. Anode plasma electrolytic boriding of medium carbon steel. Surf. Coat. Technol. 2016. V. 291. P. 334–341. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2016.02.062.
JCPDS (Join Committee on Powder Diffraction Standards) http://database.iem.ac.ru/ (The last accessed date is April, 2017).
NIST Chemistry Webbook, http://webbook.nist.gov/chemistry/ (The last accessed date is September, 2016).
Keomany D., Poinsignon C., Deroo D. Sol gel preparation of mixed cerium-titanium oxide thin films. Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 1994. V. 33 P. 429-441. DOI: 10.1016/0927-0248(94)90003-5.
Verma A., Basu A., Bakhshi A.K., Agnihotry S.A. Structural, optical and electrochemical properties of sol–gel derived TiO2 films: Annealing effects. Solid State Ionics. 2005. V. 176. P. 2285 – 2295. DOI: 10.1016/j.ssi.2005.06.011.
Silverstain R.M., Bassler G.C., Morrill T.C. Spectrometric identification of organic compounds. New York: Jonh Willey & Sons. 2005. 502 p. http://www.dcne.ugto.mx/Contenido/Mate-rialDidactico/amezquita/Analitica4/Silverstein%20-%20Spectrometric%20Identification%20of%20Organic%20Compounds% 207th%20ed.pdf.
Liu S., Chen X. A visible light response TiO2 photocatalyst realized by cationic S-doping and its application for phenol degradation. J. Hazard. Mater. 2008. V. 152. P. 48–55. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2007.06.062.
