ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2022, №7

Влияние режима питания светодиодов
на стойкость к воздействию гамма-квантов


А. В. Градобоев, К. Н. Орлова, В. В. Седнев,
Ф. Ф. Жамалдинов


Исследовано влияние активного и пассивного режимов питания на стойкость светодиодов (СД), изготовленных на основе многослойной гетероструктуры AlGaAs, к облучению гамма-квантами. Для исследуемых СД, независимо от режима питания при облучении, выделено три характерных стадии снижения мощности излучения, при этом вторая стадия характеризуется более высоким коэффициентом повреждаемости, а третья — появлением катастрофических отказов. При облучении СД в активном режиме питания наблюдаются два разнонаправленных процесса изменения мощности излучения. Сделано предположение, что первый процесс обусловлен снижением мощности излучения СД вследствие введения соответствующих радиационных дефектов. Второй процесс обусловлен частичным восстановлением мощности излучения вследствие радиационного, радиационно-термического и/или электростимулированного отжига части создаваемых дефектов. Наблюдаемое восстановление мощности излучения в активном режиме питания СД в процессе облучения существенно повышает его стойкость к облучению гамма-квантами.


Ключевые слова: светодиоды, гетероструктуры, AlGaAs, гамма-кванты, режим питания.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-7-5-13

Градобоев Александр Васильевич — Национальный исследовательский Томский политехнический университет (634050, Томск, Россия, пр. Ленина 30), Инженерная школа ядерных технологий, доктор технических наук, профессор отделения экспериментальной физики; АО Научно-технический институт полупроводниковых приборов (634034, Томск, Россия, ул. Красноармейская, 99а), ведущий научный сотрудник, специалист в области исследований и испытаний полупроводников и полупроводниковых приборов. E-mail: gava@tpu.ru.

Орлова Ксения Николаевна — Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ (115409, Москва, Россия, Каширское ш., 31) Отделение ядерной физики и технологии офиса образовательных программ, кандидат технических наук, специалист в области радиационной стойкости, радиационной безопасности и радиационных эффектов в твёрдом теле. E-mail: kemsur@rambler.ru.

Седнев Вячеслав Владимирович — АО Научно-технический институт полупроводниковых приборов (634034, Томск, Россия, ул. Красноармейская, 99а), начальник лаборатории специальных испытаний, специалист в области испытаний полупроводниковой техники. E-mail: sednev_vv@niipp.ru.

Жамалдинов Фаиль Фиргатович — Национальный исследовательский Томский политехнический университет (634050, Томск, Россия, пр. Ленина, 30), Инженерная школа ядерных технологий, аспирант. E-mail:
zhamaldinovff@tpu.ru.

Градобоев А.В., Орлова К.Н., Седнев В.В., Жамалдинов Ф.Ф. Влияние режима питания светодиодов на стойкость к воздействию гамма-квантов. Перспективные материалы, 2022, № 7, с. 5 – 13. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-7-5-13

 

Полипорфириновые покрытия
на основе металлокомплексов
5,10,15,20-тетракис(3-аминофенил)порфирина
в реакции электрокаталитического
восстановления кислорода


М. В. Тесакова, С. М. Кузьмин, В. И. Парфенюк


Проведена модификация поверхности электродов из углеродистых материалов металлокомплексами порфиринов, обладающих электрокаталитическими свойствами для повышения эффективности использования. Получены полипорфириновые покрытия на стеклоуглеродном электроде на основе индивидуальных металлокомплексов 5,10,15,20-тетракис(3-аминофенил)порфирина и композита на основе двух металлокомплексов Fe и Mn. Полимеризацию осуществляли электрохимическим методом в области положительных значений потенциала в потенциодинамическом режиме. Электроосажденные полипорфириновые покрытия обладают развитой поверхностью и проявляют каталитическую активность в реакции электровосстановления кислорода. Результаты оценки каталитической активности полипорфиринов, полученные различными методами, находятся в хорошем согласии между собой и указывают на более высокую каталитическую активность композита на основе двух металлокомплексов по сравнению с пленками индивидуальных порфиринов, что позволяет говорить о присутствии синергетического эффекта. Предложены потенциальные направления создания электродов на основе стеклоуглерода, модифицированных полипорфиринами, для электрокаталитического восстановления кислорода.


Ключевые слова: полипорфириновые покрытия, замещенные тетрафенилпорфирины, электрополимеризация, электровосстановление кислорода, электрокатализ.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-7-14-24

Тесакова Мария Васильевна — Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН (153045, Иваново, ул. Академическая, 1), кандидат технических наук, научный сотрудник, специалист в области электрохимии и материаловедения. E-mail: mvt@isc-ras.ru.

Кузьмин Сергей Михайлович — Институт химии растворов
им. Г.А. Крестова РАН (153045, Иваново, ул. Академическая, 1), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области электрохимии и материаловедения. E-mail: smk@isc-ras.ru.

Парфенюк Владимир Иванович — Институт химии растворов
им. Г.А. Крестова РАН (153045, Иваново, ул. Академическая, 1), доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник, специалист в области химии материалов. E-mail: vip@isc-ras.ru.

Тесакова М.В., Кузьмин С.М., Парфенюк В.И. Полипорфириновые покрытия на основе металлокомплексов 5,10,15,20-тетракис(3-аминофенил)порфирина в реакции электрокаталитического восстановления кислорода. Перспективные материалы, 2022, № 7, с. 14 – 24. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-7-14-24

 

Влияние высокопористого керамического
материала-имплантата на основе
системы ZrO2 – Y2O3 – Al2O3на жизненные
показатели экспериментальных животных


М. В. Калинина, Н. Ю. Федоренко, М. А. Рубина,
Д. Н. Суслов, Ю. С. Андожская,
Л. Н. Ефимова, О. А. Шилова


Методом совместного осаждения гидроксидов получены нанодисперсные ксерогели и порошки (средний размер ОКР 9 нм) в системе ZrO2–Y2O3–Al2O3. Твердофазным спеканием образцов из исходного порошка состава [(ZrO2)0,97(Y2O3)0,03]0,8(Al2O3)0,2с порообразующими добавками по запатентованной технологии получена прочная высокопористая керамика. C помощью допплерографии проведена оценка объема кровотока в артериолах и капиллярах на 150 и 250 сутки после имплантации пластин. Таким образом, микроциркуляторная допплерография представляется перспективным прижизненным методом оценки кровотока в зоне нахождения пластины и, возможно, внутри пластины. Выявлено, что керамические пластины на основе диоксида циркония, помещенные в организм экспериментальных животных не вызывают негативной реакции организма животного. Результаты исследований в условиях in vivo, позволяют утверждать, что полученная биокерамика на основе диоксида циркония перспективна для использования в качестве материала для эндопротезирования.


Ключевые слова: диоксид циркония, совместное осаждение, гидроксиапатит, карбонат аммония, порообразующие добавки, пористая керамика, эндопротезирование, микроциркуляторная допплерография.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-7-25-34

Калинина Марина Владимировна — Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (Санкт-Петербург, 199034, наб. Макарова, 2), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, cпециалист в области химии твердого тела, синтеза и физико-химических свойств функциональных керамических наноматериалов. E-mail: tikhonov_p-a@mail.ru.

Федоренко Надежда Юрьевна — Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (Санкт-Петербург, 199034, наб. Макарова, 2), кандидат химических наук, научный сотрудник, cпециалист в области синтеза и физико-химических свойств нанокристаллических оксидных материалов. E-mail: kovalko.n.yu@gmail.com.

Рубина Мария Антоновна — Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (Санкт-Петербург, 199034, наб. Макарова, 2), инженер-исследователь, осуществляет синтез порошков и получение керамических материалов на основе диоксида циркония. E-mail: mariaponomareva0702@gmail.com.

Суслов Дмитрий Николаевич — Российский научный центр радиологии и хирургических технологий имени акад. А.М. Гранова Министерства Здравоохранения РФ (197758, Санкт-Петербург, пос. Песочный, Ленинградская ул., 70), кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области экспериментальных исследований. E-mail: dn_suslov@rrcrst.ru.

Андожская Юлия Сергеевна — Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова Министерства здравоохранения РФ, кафедра хирургии госпитальной № 2 (197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, д. 6-8), доктор медицинских наук, ассистент кафедры, специалист в области сосудистой хирургии. E-mail: andozhskaya@mail.ru.

Шилова Ольга Алексеевна — Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (Санкт-Петербург, 199034, наб. Макарова, 2), доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник, специалист в области физической химии и технологии нанокомпозиционных стеклокерамических материалов. E-mail: olgashilova@bk.ru.

Калинина М.В., Федоренко Н.Ю., Рубина М.А., Суслов Д.Н., Андожская Ю.С., Ефимова Л.Н., Шилова О.А. Влияние высокопористого керамического материала-имплантата на основе системы ZrO2 – Y2O3 – Al2O3на жизненные показатели экспериментальных
животных. Перспективные материалы, 2022, № 7, с. 25 – 34. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-7-25-34

 

Композиционные минерал-полимерные
материалы, содержащие катион-замещенные
фосфаты кальция


А. А. Форысенкова, П. В. Слукин, Е. С. Трофимчук,
Г. А. Давыдова, И. В. Фадеева


Синтезированы порошки медь-, цинк-, марганец-замещенных трикальцийфосфатов (ТКФ), исследованы состав и структура полученных соединений. Продемонстрировано влияние ионов меди, цинка и марагнца на фазовый состав и микроструктуру порошков замещенных ТКФ. Получены композиционные материалы на основе смеси поливинилпирролидона с альгинатом (ПВП:АЛГ), содержащие медь, цинк, марганец-замещенные ТКФ. Изучена термическая стабильность и механическая прочность композитных пленок, сшитых ионами поливалентных металлов. Наименее прочными, но при этом более термически стабильными оказались композиты, сшитые ионами щелочноземельных металлов. Тест на цитотоксичность вытяжек порошков, замещенных ТКФ и композитов показал, что порошки и композиционные материалы нетоксичны и биосовместимы. Исследование антибактериальной активности материалов в отношении штамма Escherichia coli C600 показало, что образцы, содержащие медь-ТКФ и цинк-ТКФ подавляют рост бактерий, а композит с марганец-замещенным ТКФ активности против этого штамма не проявил. Композиты на основе смеси ПВП:АЛГ с медь- и цинк-замещенными ТКФ можно рассматривать как материалы с антибактериальным эффектом для применения в медицине.


Ключевые слова: катион-замещенные трикальций фосфаты, биополимеры, сшивание альгината, антибактериальная активность, биосовместимость.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-7-35-48

Форысенкова Анна Александровна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова (119334 Москва, Ленинский пр., 49), аспирант, специалист в области химии и технологии неорганических веществ и материалов. E-mail: aforysenkova@gmail.com.

Слукин Павел Владимирович — Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии Роспотребнадзора (Московская обл., Оболенск, территория “Квартал А”, Серпухов), научный сотрудник отдела молекулярной биологии, специалист в области проблем биологической безопасности. E-mail: xopgi@yandex.ru.

Трофимчук Елена Сергеевна — Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, химический факультет, кафедра высокомолекулярных соединений (Москва, Россия, ул. Колмогорова, д. 1, стр. 3), кандидат химических наук, научный сотрудник, специалист в области физико-химии полимеров. E-mail: elena_trofimchuk@mail.ru.

Давыдова Галина Анатольевна — Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН (Московская обл., Пущино, Институтская ул., 3), кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лабора­тории роста клеток и тканей, специалист в области тканевой инженерии. E-mail: davidova_g@mail.ru.

Фадеева Инна Вилоровна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова (119334 Москва, Ленинский пр., 49), кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории керамических композиционных материалов, специалист в области керамических и композиционных
материалов. E-mail: fadeeva_inna@mail.ru.

Форысенкова А.А., Слукин П.В., Трофимчук Е.С., Давыдова Г.А., Фадеева И.В. Композиционные минерал-полимерные материалы, содержащие катион-замещенные фосфаты кальция. Перспективные материалы, 2022, № 7, с. 35 – 48. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-7-35-48

 

Особенности окисления медно-никелевых
сплавов, синтезированных искровым
плазменным спеканием


Н. П. Бурковская, Н. В. Севостьянов, Ф. Н. Карачевцев,
П. Н. Медведев


Проведены высокотемпературные испытания на жаростойкость компактированных порошковых материалов на медно-никелевой основе, синтезированных искровым плазменным спеканием (spark plasma sintering — SPS). Изучены особенности окисления образцов медно-никелевых сплавов с различными легирующими элементами при температурах выше 1000 °С. Установлена зависимость скорости роста оксидной пленки от внешней температуры, рассмотрено влияние легирующих элементов в составе образцов спеченных медно-никелевых сплавов на их жаростойкость. Показано, что наибольшую жаростойкость медно-никелевых сплавов обеспечивает легирование алюминием и хромом. Для всех рассмотренных составов медно-никелевых сплавов, синтезированных искровым плазменным спеканием, температурная точка 1100 °С при 20 часовом испытании на жаростойкость является предельной, поскольку большая часть образцов катастрофически окислилась. Скорость прироста окалины при 1000 °С для состава Cu – Ni – Cr – Al (1,49·10–3 г/см3) ниже скорости окисления чистого никеля Ni (3,78·10–3 г/см3) и эти два образца имеют наименьшую скорость привеса. Для составов Cu – Ni, Cu – Ni – Cr – Cгр и Cu – Ni – Al скорость окисления увеличивается на два порядка, а для составов Cu – Ni – Cr и Cu – Ni – Cr – Si — на три порядка. При увеличении температуры испытаний до 1100 °С скорости прироста окалины на поверхности образцов Cu – Ni – Cr и Cu – Ni – Al остаются практически неизменными: 124,01·10–3 и 210,43·10–3г/см3 при 1000 °С; 153,44·10–3 и 203,87·10–3г/см3 при 1100 °С, соответственно. Замедление кинетики окисления образцов при росте температуры обеспечивает формирующаяся на поверхности оксидная пленка, имеющая плотное строение с хорошей адгезией к основе материала.


Ключевые слова: жаростойкость, медно-никелевые сплавы, система Cu – Ni, высокотемпературное окисление, порошковая металлургия, искровое плазменное спекание.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-7-49-57

Бурковская Наталия Петровна — ВНИИ авиационных материалов Национального исследовательского центра Курчатовский институт (НИЦ “Курчатовский институт” – ВИАМ, 105005, Москва, ул. Радио, 17), кандидат химических наук, научный сотрудник, специалист в области жаропрочных металлических композиционных материалов. E-mail: burkovskaya.n@gmail.com.

Севостьянов Николай Владимирович — ВНИИ авиационных материалов Национального исследовательского центра Курчатовский институт (НИЦ “Курчатовский институт” – ВИАМ, 105005, Москва, ул. Радио, 17), кандидат технических наук, начальник сектора, специалист в области металлических композиционных материалов. E-mail: kolia-phone@mail.ru.

Карачевцев Федор Николаевич — ВНИИ авиационных материалов Национального исследовательского центра Курчатовский институт (НИЦ “Курчатовский институт” – ВИАМ, 105005, Москва, ул. Радио, 17), кандидат химических наук, начальник лаборатории, специалист в области спектральных, химико-аналитических исследований и эталонных образцов. E-mail: kara4ev@mail.ru.

Медведев Павел Николаевич — ВНИИ авиационных материалов Национального исследовательского центра Курчатовский институт (НИЦ “Курчатовский институт” – ВИАМ, 105005, Москва, ул. Радио, 17), начальник сектора, специалист в области рентгенофазового анализа. E-mail: aiam.mcm@mail.ru.

Бурковская Н.П., Севостьянов Н.В., Карачевцев Ф.Н., Медведев П.Н. Особенности окисления медно-никелевых сплавов, синтезированных искровым плазменным спеканием. Перспективные материалы, 2022, № 7, с. 49 – 57. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-7-49-57

 

Физико-механические свойства
многокомпонентных нанокомпозитов
на основе полиолефинов


Н. Т. Кахраманов, Х. В. Аллахвердиева, Ю. Н. Кахраманлы,
Э. В. Дадашева


Исследовано влияние концентрации различных типов наполнителей наноразмерного уровня (стеарата цинка, алюминия, технического углерода) на физико-механические свойства нанокомпозитов на основе полиолефинов. В качестве полиолефинов использовали полиэтилен высокой плотности, полиэтилен низкой плотности и полипропилен. С целью улучшения совместимости полиолефинов с наполнителями в качестве компатибилизатора использовали сополимер полиэтилена высокой плотности с малеиновым ангидридом. Количество малеинового ангидрида в полиэтилене высокой плотности составляло 5,7 масс. %. Исследованы такие свойства нанокомпозитов, как разрушающее напряжение, предел текучести при растяжении, относительное удлинение, предел прочности на статический изгиб и теплостойкость по Вика. Установлено, что использование компатибилизатора способствует существенному улучшению основных физико-механических характеристик нанокомпозитов, что свидетельствует о технологической совместимости смешиваемых компонентов смеси с полимерной матрицей. В присутствии наполнителей относительное удлинение нанокомпозитов несколько снижается. Увеличение содержания технического углерода в полимерной матрице в присутствии 5,0 масс. % концентрации алюминия, сопровождается повышением разрушающего напряжения и предела текучести при растяжении нанокомпозитов с максимумом при определенном соотношении компонентов смеси. В полиолефинах, характеризующихся сравнительно высокой степенью кристалличности, максимальное значение разрушающего напряжения достигается при более низкой концентрации технического углерода.


Ключевые слова: степень кристалличности, предел текучести при растяжении, разрушающее напряжение, прочность на изгиб, относительное удлинение, теплостойкость, компатибилизатор, технический углерод.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-7-58-65

Кахраманов Наджаф Тофик оглы — Институт Полимерных Материалов Национальной Академии Наук Азербайджана (AZ5004, Сумгайыт, улица Самеда Вургуна 124), доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией, специалист в области химической, механо-химической модификации полимеров, переработке, исследованию структуры и свойств нанокомпозитов. E-mail: najaf1946@rambler.ru.

Аллахвердиева Хаяла Вагиф гызы — Институт Полимерных Материалов Национальной Академии Наук Азербайджана (AZ5004, Сумгайыт, улица Самеда Вургуна 124), кандидат химических наук, доцент, ведущий научный сотрудник, специалист в области модификации и исследования структуры и свойств нанокомпозитов.

Кахраманлы Юнис Наджаф оглы — Азербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности (AZ1010, Баку, проспект Азадлыг 20), доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой, специалист в области модификации и исследования полимерных композитных материалов.

Дадашева Эсмира Вагиф гызы — Сумгайытский Государственный Технический Колледж при Сумгайытском Государственном Университете (AZ5004, Сумгайыт, проспект Гейдара Алиева 37), преподаватель химии, специалист в области физико-химического анализа полимеров.

Кахраманов Н.Т., Аллахвердиева Х.В., Кахраманлы Ю.Н., Дадашева Э.В. Физико-механические свойства многокомпонентных нанокомпозитов на основе полиолефинов. Перспективные материалы, 2022, № 7, с. 58 – 65. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-7-58-65

 

Электрохимические свойства
антикоррозионных покрытий на основе
органосиликатной композиции в сочетании
с ингибиторами коррозии


А. Г. Иванова, Л. Н. Красильникова, О. С. Л¸зова,
О. А. Загребальный, Р. С. Ходжаев, Т. В. Хамова,
В. И. Трусов, О. А. Шилова


Рассмотрено влияние ингибиторов атмосферной коррозии “НОТЕХ”, “Н-М-1”, “ФМТ” и фосфатирующей грунтовки ВЛ-02 на электрохимические свойства антикоррозионных покрытий на основе новой модификации органосиликатной композиции марки ОС-51-03М. Для коррозионных испытаний с использованием метода потенциодинамической поляризации применяли пластины из углеродистой стали марки Ст3сп5, на которые лакокрасочным способом были нанесены покрытия. Выявлено, что водная фосфатирующая композиция “НОТЕХ” и ингибитор коррозии “Н-М-1” существенно увеличивают коррозионную устойчивость органосиликатных покрытий в агрессивной среде — 3 %-м растворе NaCl. Для этих покрытий невозможно зарегистрировать ток и потенциал коррозии после 1-го месяца выдержки покрытий в коррозионной среде. При аналогичных условиях измерения, определены электрохимические показатели стальных пластин с немодифицированным органосиликатным покрытием: плотность тока коррозии — 8·10–9А/м2, потенциал коррозии — –144 мВ. Выявлено, что фосфатирующая грунтовка ВЛ-02 незначительно влияет на увеличение продолжительности антикоррозионной защиты системы органосиликатного покрытия. Определен тип ингибиторной защиты ингибиторов атмосферной коррозии.


Ключевые слова: органосиликатные покрытия, органосиликатная композиция марки ОС-51-03М, ингибиторы коррозии, Н-М-1, ФМТ, состав НОТЕХ, грунтовка ВЛ-02, коррозионная устойчивость, метод потенциодинамической поляризации.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-7-66-74

Иванова Александра Геннадьевна — Институт химии силикатов
им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), кандидат химических наук, заведующая ЛНС, cпециалист в области разработки и исследования наноструктурированных материалов для электрохимических устройств. E-mail: agp-13@inbox.ru.

Красильникова Лариса Николаевна — Институт химии силикатов
им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), научный сотрудник, специалист в области лакокрасочных органо-силикатных покрытий. E-mail: faber.41@mail.ru.

Лёзова Ольга Сергеевна — Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), младший научный сотрудник ЛНС, аспирант, специалист в области разработки органо-неорганических гибридных температурно-устойчивых ионопроводящих мембран на основе сульфированных ароматических полимеров для твердополимерных топливных элементов. E-mail: os_zar@mail.ru.

Загребельный Олег Алатольевич — Институт химии силикатов
им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), научный сотрудник, cпециалист в области электроники, радиотехники и электротехники. E-mail: zagrebelnyy.oa@iscras.ru.

Ходжаев Рустам Саломович — Санкт-Петербургский Государственный Морской технический университет (197121, Санкт-Петербург, Лоцманская ул., 3), ассистент, специалист в области временной противокоррозионной защиты. E-mail: xodzhaev.rustam@yandex.ru.

Хамова Тамара Владимировна — Институт химии силикатов
им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области золь-гель технологии, покрытий композиционных материалов. E-mail: tamarakhamova@gmail.com.

Трусов Валерий Иванович — Санкт-Петербургский государственный морской технический университет (197121, Санкт-Петербург, Лоцманская ул., 3), доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой, специалист в области временной противокоррозионной защиты. E-mail: vtrui2008@mail.ru.

Шилова Ольга Алексеевна — Институт химии силикатов
им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник, научный руководитель ИХС РАН по функциональным и защитным покрытиям, академик Всемирной академии керамики, специалист в области золь-гель синтеза и исследования неорганических и органо-неорганических композиционных материалов и стекловидных, стеклокерамических покрытий; химический жидкофазный синтез дисперсных оксидных керамических функциональных наноматериалов. E-mail: olgashilova@bk.ru.

Иванова А.Г., Красильникова Л.Н., Лeзова О.С., Загребальный О.А., Ходжаев Р.С., Хамова Т.В., Трусов В.И., Шилова О.А. Электрохимические свойства антикоррозионных покрытий на основе органосиликатной композиции в сочетании с ингибиторами коррозии. Перспективные материалы, 2022, № 7, с. 66 – 74. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-7-66-74

 

Исследование формирования многослойного
функционального композиционного материала
с градиентной структурой
“нитрид титана – титан – основа”


М. А. Сударчикова, Е. О. Насакина, Е. M. Иванов,
А. Г. Колмаков


Получены композиционные материалы на основе алюминиевого сплава Д16 и титанового сплава Ti – 10 Nb – 3 Mo c поверхностными слоями из титана, нитрида титана и многослойной композиции, состоящей из чередующихся слоев титана и нитрида титана для биомедицинского и трибологического назначения методом высоковакуумного магнетронного распыления на постоянном токе в инертной и реактивной средах. Структура и фазовый состав исследовали методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и атомно-эмиссионной спектроскопии (АЭС), рентгенофазового анализа (РФА) и зондовой микроскопии. Скорость формирования поверхностного слоя из чистого титана на подложке из сплава Д16 составляла 185 нм/мин, при этом скорость синтезирования поверхностного слоя из титана в реактивной среде была значительно медленнее и составляла не более 70 нм/мин из-за затравливания мишени азотом. Сформированный переходный слой в результате синтеза титанового слоя на подложке из алюминиевого сплава обладал толщиной около 600 нм, что значительно больше толщины переходного слоя при получении титана на подложке из титанового сплава. При формировании нитрида титана на подслое из титана была отмечена бóльшая концентрация азота, чем при формировании нитрида на подложке при одинаковых параметрах напыления. Интенсивность рефлексов фазы TiN на диаграммах РФА была слабо выражена во всех вариантах применённых соотношений рабочих газов Ar/N2 при распылении. Подслой из титана позволяет формировать большую толщину слоя из нитрида титана, а также более насыщенный азотом поверхностный слой — до 38 масс. %.


Ключевые слова: магнетронное напыление, реактивное распыление, слоистый композиционный материал, титановые сплавы, алюминиевые сплавы, биосовместимые материалы, нитрид титана, титан.


DOI: 10.30791/1028-978X-2022-7-75-86

Сударчикова Мария Андреевна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), младший научный сотрудник, специалист в области ионно-плазменных технологий получения покрытий и композиционных материалов. E-mail: mariahsudar@yandex.ru.

Насакина Елена Олеговна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова РАН (Москва 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области ионно-плазменных технологий получения покрытий и композиционных материалов и способов их исследования. E-mail: nacakina@mail.ru.

Иванов Егор Максимович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), студент, специализируется в области ионно-плазменных технологий получения покрытий и физико-химических свойств материалов.

Колмаков Алексей Георгиевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией прочности и пластичности металлических и композиционных материалов и наноматериалов, специалист в области прочности и пластичности металлических и композиционных материалов и наноматериалов и способов их получения. E-mail: imetranlab10@mail.ru.

Сударчикова М.А., Насакина Е.О., Иванов Е.M., Колмаков А.Г. Исследование формирования многослойного функционального композиционного материала с градиентной структурой “нитрид титана – титан – основа”. Перспективные материалы, 2022, № 7, с. 75 – 86. DOI: 10.30791/1028-978X-2022-7-75-86