Дослідження впливу параметрів оксидування на склад та морфологію покривів Al2O3•CoOx на сплаві АЛ25

Автор(и)

  • Ann Karakurkchi Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-1287-3859
  • Mykola Sakhnenko Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-5525-9525
  • Maryna Ved' Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0001-5719-6284

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.128457

Ключові слова:

поршневий силумін, АЛ25, плазмово-електролітичне оксидування, оксидний покрив, морфологія поверхні

Анотація

Досліджено вплив робочих параметрів плазмово-електролітичного оксидування у дифосфатному кобальтовмісному електроліті на процес формування оксидних покривів на сплаві АЛ25. Встановлено, що склад та морфологія поверхні одержаних шарів Al2O3·CoOx залежать від густини струму обробки та часу оксидування. Варіювання параметрів ПЕО дозволяє гнучко керувати процесом інкорпорації каталітичного компоненту в матрицю оксиду основного металу. Обгрунтовано раціональний режим обробки поршневого сплаву для формування збагачених кобальтом оксидних покривів

Біографії авторів

Ann Karakurkchi, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Кафедра загальної та неорганічної хімії

Mykola Sakhnenko, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра фізичної хімії

Maryna Ved', Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Доктор технічних наук, професор

Кафедра загальної та неорганічної хімії

Посилання

  1. Belov, N. A. (2010). Fazoviy sostav promyshlennyh i perspektivnyh alyuminievyh splavov. Moscow: Izd. dom MISiS, 511.
  2. Okada, A. (2010). Innovative materials for automotive industry. New York: Nova Science Publishers, 147.
  3. Nosov, A. S., Meleshin, V. V., Tovmasyan, A. B., Babich, A. G. (2017). Obzor tekhnologicheskih meropriyatiy, napravlennyh na povyshenie nadezhnosti cilindro-porshnevoy gruppy dvigatelya vnutrennego sgoraniya. Sovremennye materialy, tekhnika i tekhnologii, 3 (11), 80–85.
  4. Dongm H. (Ed.) (2010). Surface Engineering of Light Alloys: Aluminium, Magnesium and Titanium Alloys. Elsevier, 680.
  5. Gupta, P., Tenhundfeld, G., Daigle, E. O., Ryabkov, D. (2007). Electrolytic plasma technology: Science and engineering – An overview. Surface and Coatings Technology, 201 (21), 8746–8760. doi: 10.1016/j.surfcoat.2006.11.023
  6. Ved', M. V. (2017). Synthesis and functional properties of mixed titanium and cobalt oxides. Functional materials, 24 (4), 534–540. doi: 10.15407/fm24.04.534
  7. Xie, H., Cheng, Y., Li, S., Cao, J., Cao, L. (2017). Wear and corrosion resistant coatings on surface of cast A356 aluminum alloy by plasma electrolytic oxidation in moderately concentrated aluminate electrolytes. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 27 (2), 336–351. doi: 10.1016/s1003-6326(17)60038-4
  8. Rudnev, V. S., Lukiyanchuk, I. V., Vasilyeva, M. S., Medkov, M. A., Adigamova, M. V., Sergienko, V. I. (2016). Aluminum- and titanium-supported plasma electrolytic multicomponent coatings with magnetic, catalytic, biocide or biocompatible properties. Surface and Coatings Technology, 307, 1219–1235. doi: 10.1016/j.surfcoat.2016.07.060
  9. Karakurkchi, A., Sakhnenko, M., Ved', M., Horokhivskyi, A., Galak, A. (2017). Study into formation of cobalt-containing PEO-coatings on АК12М2МgN from a pyrophosphate electrolyte. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (12 (90)), 19–27. doi: 10.15587/1729-4061.2017.118028
  10. Krishtal, M. M. (2009). Oxide Layer Formation by Micro-Arc Oxidation on Structurally Modified Al-Si Alloys and Applications for Large-Sized Articles Manufacturing. Advanced Materials Research, 59, 204–208. doi: 10.4028/www.scientific.net/amr.59.204
  11. Xu, F., Xia, Y., Li, G. (2009). The mechanism of PEO process on Al–Si alloys with the bulk primary silicon. Applied Surface Science, 255 (23), 9531–9538. doi: 10.1016/j.apsusc.2009.07.090
  12. Dehnavi, V., Luan, B. L., Liu, X. Y., Shoesmith, D. W., Rohani, S. (2013). Production of ceramic coatings on AA6061 aluminium alloy using plasma electrolytic oxidation. Materials Science and Technology (MS&T 2013) Conference. Montreal, 2247–2254.
  13. Wang, P., Li, J. P., Guo, Y. C., Yang, Z., Wang, J. L. (2016). Ceramic coating formation on high Si containing Al alloy by PEO process. Surface Engineering, 32 (6), 428–434. doi: 10.1179/1743294415y.0000000003
  14. Dudareva, N. Y., Abramova, M. M. (2016). The Structure of Plasma-Electrolytic Coating Formed on Al–Si alloys by the Micro-Arc Oxidation Method. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 52 (1), 128–132. doi: 10.1134/s2070205116010093
  15. Dudareva, N., Kal’shchikov, R., Dombrovskii, O., Butusov, I. (2015). Experimentally Studied Thermal Piston-head State of the Internal-Combustion Engine with a Thermal Layer Formed by Micro-Arc Oxidation Method. Science and Education of the Bauman MSTU, 5, 115–125. doi: 10.7463/0515.0774148
  16. Ayday, A., Durman, M. (2015). Growth Characteristics of Plasma Electrolytic Oxidation Coatings on Aluminum Alloys. Acta Physica Polonica A, 127 (4), 886–887. doi: 10.12693/aphyspola.127.886
  17. Rogov, A. B., Slonova, A. I., Shayapov, V. R. (2012). Peculiarities of iron-containing microplasma coating deposition on aluminum in homogeneous electrolyte. Applied Surface Science, 261, 647–652. doi: 10.1016/j.apsusc.2012.08.075
  18. Krishtal, M. M., Ivashin, P. V., Kolomiec, P. V. (2012). Ispol'zovanie tekhnologii mikrodugovogo oksidirovaniya pri razrabotke DVS s blokom cilindrov iz alyuminievogo splava. Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra Rossiyskoy akademii nauk, 12 (4), 242–246.
  19. Karakurkchi, A., Sakhnenko, M., Ved', M., Galak, A., Petrukhin, S. (2017). Application of oxide-metallic catalysts on valve metals for ecological catalysis. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (10 (89)), 12–18. doi: 10.15587/1729-4061.2017.109885
  20. Boguta, D. L., Rudnev, V. S., Yarovaya, T. P., Kaidalova, T. A., Gordienko, P. S. (2002). On Composition of Anodic-Spark Coatings Formed on Aluminum Alloys in Electrolytes with Polyphosphate Complexes of Metals. Russian Journal of Applied Chemistry, 75 (10), 1605–1608. doi: 10.1023/a:1022263331315
  21. Rudnev, V. S. (2008). Multiphase anodic layers and prospects of their application. Protection of Metals, 44 (3), 263–272. doi: 10.1134/s0033173208030089
  22. Sakhnenko, N. D., Ved’, M. V., Androshchuk, D. S., Korniy, S. A. (2016). Formation of coatings of mixed aluminum and manganese oxides on the AL25 alloy. Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 52 (2), 145–151. doi: 10.3103/s1068375516020113
  23. Rogov, A. B. (2015). Plasma electrolytic oxidation of A1050 aluminium alloy in homogeneous silicate-alkaline electrolytes with edta 4− complexes of Fe, Co, Ni, Cu, La and Ba under alternating polarization conditions. Materials Chemistry and Physics, 167, 136–144. doi: 10.1016/j.matchemphys.2015.10.020
  24. Rudnev, V. S., Vasil’eva, M. S., Bondarenko, M. V., Kuryavyi, V. G., Kondrikov, N. B. (2007). Cobalt-containing layers on titanium. Inorganic Materials, 43 (6), 642–644. doi: 10.1134/s0020168507060167
  25. Vasilyeva, M. S., Rudnev, V. S., Ustinov, A. Y., Korotenko, I. A., Modin, E. B., Voitenko, O. V. (2010). Cobalt-containing oxide layers on titanium, their composition, morphology, and catalytic activity in CO oxidation. Applied Surface Science, 257 (4), 1239–1246. doi: 10.1016/j.apsusc.2010.08.031
  26. Rudnev, V. S., Morozova, V. P., Lukiyanchuk, I. V., Adigamova, M. V., Tkachenko, I. A., Ustinov, A. Y. et. al. (2014). Structures and magnetic properties of iron- and cobalt-containing oxide coatings on an aluminum alloy formed in electrolytes via plasma electrolytic oxidation. Russian Journal of Physical Chemistry A, 88 (5), 863–869. doi: 10.1134/s0036024414050264
  27. Sakhnenko, N., Ved', M., Karakurkchi, A., Galak, A. (2016). A study of synthesis and properties of manganese-containing oxide coatings on alloy VT1-0. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (5 (81)), 37–43. doi: 10.15587/1729-4061.2016.69390
  28. Ma, C., Lu, Y., Sun, P., Yuan, Y., Jing, X., Zhang, M. (2011). Characterization of plasma electrolytic oxidation coatings formed on Mg–Li alloy in an alkaline polyphosphate electrolyte. Surface and Coatings Technology, 206 (2-3), 287–294. doi: 10.1016/j.surfcoat.2011.07.019
  29. Sakhnenko, N. D., Ved', M. V., Karakurkchi, A. V. (2017). Nanoscale Oxide PEO Coatings Forming from Diphosphate Electrolytes. Springer Proceedings in Physics, 507–531. doi: 10.1007/978-3-319-56422-7_38
  30. Karakurkchi, A. V., Ved’, M. V., Yermolenko, I. Y., Sakhnenko, N. D. (2016). Electrochemical deposition of Fe–Mo–W alloy coatings from citrate electrolyte. Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 52 (1), 43–49. doi: 10.3103/s1068375516010087
  31. Rakoch, A. G., Khokhlov, V. V., Bautin, V. A., Lebedeva, N. A., Magurova, Y. V., Bardin, I. V. (2006). Model concepts on the mechanism of microarc oxidation of metal materials and the control over this process. Protection of Metals, 42 (2), 158–169. doi: 10.1134/s003317320602010x
  32. Yar-Mukhamedova, G. S., Ved’, M. V., Karakurkchi, A. V., Sakhnenko, N. D. (2017). Mixed alumina and cobalt containing plasma electrolytic oxide coatings. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 213, 012020. doi: 10.1088/1757-899x/213/1/012020
  33. Serdechnova, M., Mohedano, M., Bouali, A., Höche, D., Kuznetsov, B., Karpushenkov, S. et. al. (2017). Role of Phase Composition of PEO Coatings on AA2024 for In-Situ LDH Growth. Coatings, 7 (11), 190. doi: 10.3390/coatings7110190
  34. Sakhnenko, M., Karakurkchi, A., Galak, A., Menshov, S., Matykin, O. (2017). Examining the formation and properties of TiO2 oxide coatings with metals of iron triad. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (11 (86)), 4–10. doi: 10.15587/1729-4061.2017.97550
  35. Senesi, G. S., Massaro, A. (2016). AFM Applications to the Analysis of Plasma-Treated Surface Growth and Nanocomposite Materials. Current Nanoscience, 12 (2), 202–206. doi: 10.2174/1573413711666150928194029
  36. Ved’, M. V., Sakhnenko, N. D., Karakurkchi, A. V., Myrna, T. Yu. (2017). Functional mixed cobalt and aluminum oxide coatings for environmental safety. Functional Materials, 24 (2), 303–310. doi: 10.15407/fm24.02.303
  37. Parsadanov, I. V., Sakhnenko, N. D., Ved’, M. V., Rykova, I. V., Khyzhniak, V. A., Karakurkchi, A. V., Gorokhivskiy, A. S. (2017). Increasing the efficiency of intra-cylinder catalysis in diesel engines. Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii, 6, 75–81.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-04-11

Як цитувати

Karakurkchi, A., Sakhnenko, M., & Ved’, M. (2018). Дослідження впливу параметрів оксидування на склад та морфологію покривів Al2O3•CoOx на сплаві АЛ25. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(12 (92), 11–19. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.128457

Номер

Том 2 № 12 (92) (2018): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Ann Karakurkchi, Mykola Sakhnenko, Maryna Ved'

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.