Встановлення особливостей формування оксидних плівок на сплаві ВТ6 у розчинах карбонових кислот

Автор(и)

  • Maryna Ivashchenko Український державний університет залізничного транспорту пл. Фейєрбаха, 7, м. Харків, Україна, 61050, Україна https://orcid.org/0000-0002-9202-6448
  • Olha Smirnova Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-9869-7007
  • Svitlana Kyselova Український державний університет залізничного транспорту пл. Фейєрбаха, 7, м. Харків, Україна, 61050, Україна https://orcid.org/0000-0001-9331-9712
  • Svetlana Avina Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-5037-8576
  • Alexander Sincheskul Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-7723-4329
  • Alexei Pilipenko Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0001-5004-3680

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.143793

Ключові слова:

анодна поляризація, електрохімічне окислення, оксидна плівка, формувальна залежність, градієнт потенціалу

Анотація

Представлені результати дослідження особливостей утворення тонких інтерференційно-забарвлених оксидних плівок на сплаві ВТ6 у розчинах карбонових кислот. Встановлено, що зміна напруги на комірці, яка відповідає формувальній залежності сплаву, залежить від анодної густини струму. При густинах струму <0,5 А·дм–2 суцільна оксидна плівка на поверхні сплаву не утворюється і задане значення напруги не досягається. Підвищення густини струму до значень більших за 0,5 А·дм–2, обумовлює лінійну зміну напруги у часі з кінцевим виходом на задану величину U. Максимальна для даних умов товщина плівки визначається встановленою величиною напруги і не залежить від режиму електролізу. Колір оксидної плівки визначається заданим значенням напруги формування і не залежить від густини струму, природи і концентрації карбонової кислоти.

Збіг формувальних залежностей оксидування, одержаних у різних електролітах, дозволяє припустити, що утворення оксиду проходить за однаковим механізмом. Одержані дані пояснюються тим, що формування оксиду у гальваностатичному режимі проходить в умовах наявності постійного градієнта потенціалу у оксидній плівці. Збільшення величини прикладеної до комірки напруги обумовлює пропорційний ріст максимальної товщини оксиду, оскільки приводить до зростання пропущеної через комірку кількості електрики і відповідного зростання маси окисленого металу. Результати дослідження з визначення впливу природи карбонової кислоти на процес формування оксидної плівки на сплаві ВТ6 методом електрохімічного окислення показали, що природа електроліту не вливає на особливості її утворення. Одержані дані дозволяють стверджувати, що вибір електроліту для розробки технології електрохімічного оксидування титанових імплантатів повинен ґрунтуватися на результатах дослідження функціональних властивостей одержаних покриттів

Біографії авторів

Maryna Ivashchenko, Український державний університет залізничного транспорту пл. Фейєрбаха, 7, м. Харків, Україна, 61050

Кандидат технічних наук

Кафедра охорони праці та навколишнього середовища

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

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технічної електрохімії

Svitlana Kyselova, Український державний університет залізничного транспорту пл. Фейєрбаха, 7, м. Харків, Україна, 61050

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра охорони праці та навколишнього середовища

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

Кандидат технічних наук

Кафедра хімічної технології неорганічних речовин, каталізу та екологіїї

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

Кандидат технічних наук

Кафедра хімічної технології неорганічних речовин, каталізу та екології

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

Кандидат технічних наук

Кафедра технічної електрохімії

Посилання

  1. Adya, N., Alam, M., Ravindranath, T., Mubeen, A., Saluja, B. (2005). Corrosion in titanium dental implants: literature review. The Journal of Indian Prosthodontic Society, 5 (3), 126. doi: https://doi.org/10.4103/0972-4052.17104
  2. Mohammed, M. T., Khan, Z. A., Siddiquee, A. N. (2014). Surface Modifications of Titanium Materials for developing Corrosion Behavior in Human Body Environment: A Review. Procedia Materials Science, 6, 1610–1618. doi: https://doi.org/10.1016/j.mspro.2014.07.144
  3. Garg, H., Bedi, G., Garg, A. (2012). Implant surface modifiations: a review. Journal of Clinical and Diagnostic Research, 6 (2), 319–324.
  4. Liu, X., Chu, P., Ding, C. (2004). Surface modification of titanium, titanium alloys, and related materials for biomedical applications. Materials Science and Engineering: R: Reports, 47 (3-4), 49–121. doi: https://doi.org/10.1016/j.mser.2004.11.001
  5. Pilipenko, A., Pancheva, H., Deineka, V., Vorozhbiyan, R., Chyrkina, M. (2018). Formation of oxide fuels on VT6 alloy in the conditions of anodial polarization in solutions H2SO4. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (6 (93)), 33–38. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.132521
  6. Popa, M. V., Vasilescu, E., Drob, P., Anghel, M., Vasilescu, C., Mirza-Rosca, I., Santana Lopez, A. (2002). Anodic passivity of some titanium base alloys in aggressive environments. Materials and Corrosion, 53 (1), 51–55. doi: https://doi.org/10.1002/1521-4176(200201)53:1<51::aid-maco51>3.0.co;2-6
  7. Yan, Z. M., Guo, T. W., Pan, H. B., Yu, J. J. (2002). Influences of Electrolyzing Voltage on Chromatics of Anodized Titanium Dentures. Materials Transactions, 43 (12), 3142–3145. doi: https://doi.org/10.2320/matertrans.43.3142
  8. Diamanti, M. V., Del Curto, B., Masconale, V., Passaro, C., Pedeferri, M. P. (2011). Anodic coloring of titanium and its alloy for jewels production. Color Research & Application, 37 (5), 384–390. doi: https://doi.org/10.1002/col.20683
  9. Gaul, E. (1993). Coloring titanium and related metals by electrochemical oxidation. Journal of Chemical Education, 70 (3), 176. doi: https://doi.org/10.1021/ed070p176
  10. Shibata, T., Zhu, Y.-C. (1995). The effect of film formation conditions on the structure and composition of anodic oxide films on titanium. Corrosion Science, 37 (2), 253–270. doi: https://doi.org/10.1016/0010-938x(94)00133-q
  11. Diamanti, M. V., Del Curto, B., Pedeferri, M. (2008). Interference colors of thin oxide layers on titanium. Color Research & Application, 33 (3), 221–228. doi: https://doi.org/10.1002/col.20403
  12. Lu, J. (2017). Enhanced Corrosion Resistance of TA2 Titanium via Anodic Oxidation in Mixed Acid System. International Journal of Electrochemical Science, 2763–2776. doi: https://doi.org/10.20964/2017.04.69
  13. Napoli, G., Paura, M., Vela, T., Di Schino, A. (2018). Coloring titanium alloys by anodic oxidation. Metalurgija, 1-2, 111–113.
  14. Hamouda, I. M., El-wassefy, N. A., Marzook, H. A., El-deen, A. N., Habib, A., El-awady, G. Y. (2014). Micro-photographic analysis of titanium anodization to assess bio-activation. Eur. J. Biotech. Biosci., 3, 17.
  15. Choudhary, R. K., Sarkar, P., Biswas, A., Mishra, P., Abraham, G. J., Sastry, P. U., Kain, V. (2017). Structure, Morphology and Optical Properties of TiO2 Films Formed by Anodizing in a Mixed Solution of Citric Acid and Sulfamic Acid. Journal of Materials Engineering and Performance, 26 (8), 4001–4010. doi: https://doi.org/10.1007/s11665-017-2818-0
  16. Schmidt, A. M., Azambuja, D. S. (2006). Electrochemical behavior of Ti and Ti6Al4V in aqueous solutions of citric acid containing halides. Materials Research, 9 (4), 387–392. doi: https://doi.org/10.1590/s1516-14392006000400008
  17. Sul, Y.-T., Johansson, C. B., Jeong, Y., Albrektsson, T. (2001). The electrochemical oxide growth behaviour on titanium in acid and alkaline electrolytes. Medical Engineering & Physics, 23 (5), 329–346. doi: https://doi.org/10.1016/s1350-4533(01)00050-9
  18. Al-Swayih, A. (2016). The Electrochemical Behavior of Titanium Improved by Nanotubular Oxide Formed by Anodization for Biomaterial Applications: A Review. Oriental Journal of Chemistry, 32 (6), 2841–2856.doi: https://doi.org/10.13005/ojc/320602
  19. Fu, C., Liang, H., Yu, M., Liu, J., Li, S. (2015). Effect of tartaric acid concentration on the anodic behaviour of titanium alloy. International Journal of Electrochemical Science, 10, 3431–3441.
  20. Liu, Z. J., Zhong, X., Walton, J., Thompson, G. E. (2015). Anodic Film Growth of Titanium Oxide Using the 3-Electrode Electrochemical Technique: Effects of Oxygen Evolution and Morphological Characterizations. Journal of The Electrochemical Society, 163 (3), E75–E82. doi: https://doi.org/10.1149/2.0181603jes
  21. Yu, M., Liang, H., Liu, J., Wu, L., Li, X., Zhu, M. (2014). Effect of tartaric acid on anodic behaviour of titanium alloy. Surface Engineering, 31 (12), 912–918. doi: https://doi.org/10.1179/1743294414y.0000000402
  22. Smirnova, O., Pilipenko, A., Pancheva, H., Zhelavskyi, A., Rutkovska, K. (2018). Study of anode processes during development of the new complex thiocarbamide­citrate copper plating electrolyte. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (6 (91)), 47–52. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.123852
  23. Maizelis, A., Bairachny, B. (2017). Voltammetric Analysis of Phase Composition of Zn-Ni Alloy Thin Films Electrodeposited from Weak Alkaline Polyligand Electrolyte. Journal of Nano- and Electronic Physics, 9 (5), 05010-1–05010-7. doi: https://doi.org/10.21272/jnep.9(5).05010
  24. Pancheva, H., Reznichenko, A., Miroshnichenko, N., Sincheskul, A., Pilipenko, A., Loboichenko, V. (2017). Study into the influence of concentration of ions of chlorine and temperature of circulating water on the corrosion stability of carbon steel and cast iron. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (6 (88)), 59–64. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.108908
  25. Pilipenko, A., Pancheva, H., Reznichenko, A., Myrgorod, O., Miroshnichenko, N., Sincheskul, A. (2017). The study of inhibiting structural material corrosion in water recycling systems by sodium hydroxide. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (1 (86)), 21–28. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.95989
  26. Maizelis, A. A., Bairachnyi, B. I., Tul’skii, G. G. (2016). Contact Displacement of Copper at Copper Plating of Carbon Steel Parts. Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 54 (1), 12–19. doi: https://doi.org/10.3103/s1068375518010106
  27. Sincheskul, A., Pancheva, H., Loboichenko, V., Avina, S., Khrystych, O., Pilipenko, A. (2017). Design of the modified oxide-nickel electrode with improved electrical characteristics. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (6 (89)), 23–28. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.112264
  28. Silchenko, D., Pilipenko, A., Pancheva, H., Khrystych, O., Chyrkina, M., Semenov, E. (2018). Establishing the patterns in anode behavior of copper in phosphoric acid solutions when adding alcohols. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (6 (94)), 35–41. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.140554
  29. Aladjem, A. (1973). Anodic oxidation of titanium and its alloys. Journal of Materials Science, 8 (5), 688–704. doi: https://doi.org/10.1007/bf00561225

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-10-05

Як цитувати

Ivashchenko, M., Smirnova, O., Kyselova, S., Avina, S., Sincheskul, A., & Pilipenko, A. (2018). Встановлення особливостей формування оксидних плівок на сплаві ВТ6 у розчинах карбонових кислот. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(6 (95), 21–26. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.143793

Номер

Том 5 № 6 (95) (2018): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Maryna Ivashchenko, Olha Smirnova, Svitlana Kyselova, Svetlana Avina, Alexander Sincheskul, Alexei Pilipenko

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.