Публікації співробітників (ВІТВ НТУ "ХПІ")

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/21692

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 11

Морфологія та структура кераміко-подібних пео-покривів на сплавах Al
(Київський національний університет технологій та дизайну, 2019) Каракуркчі, Ганна Володимирівна; Сахненко, Микола Дмитрович; Ведь, Марина Віталіївна; Горохівський, Андрій Сергійович; Богданова, Катерина Борисівна
The results of studies the PEO of Al alloys in alkaline electrolytes are presented. It is established that the presence of alloying components in the alloys composition complicates the formation of the surface ceramic-like layer. To homogenize the surface and obtain oxide coatings, doped with Co and Mn, electrolytes based on KOH and K4P2O7 with the addition of manganate- and cobalt(II) ions were used. PEO in these electrolytes allows to obtain mixed oxide coating Al2O3·MnOx and Al2O3·CoOy. The rational modes of PEO aluminum alloys were substantiated to obtain coatings with high transition metals oxides contents. It is shown that the incorporation of MnOx and CoOy changes the morphology and structure of oxide layers.
Варіювання режимів електролізу – універсальний метод керування складом гальванічних покривів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Сачанова, Юлія Іванівна; Сахненко, Микола Дмитрович; Ведь, Марина Віталіївна; Ненастіна, Тетяна Олександрівна; Проскуріна, Валерія Олегівна
Доведено можливість електросинтезу і керування складом гальванічних покривів сплавами на основі металів групи феруму з тугоплавкими металами, зокрема молібденом, з комплексного цитратного електроліту шляхом варіювання режимів електролізу. Встановлено, що постійним струмом формуються покриви з вищим вмістом оксигену, зокрема, в означених покривах фіксується більше оксидів молібдену порівняно з нанесеними уніполярним імпульсним електролізом. В останньому випадку вміст оксигену на виступах і в упадинах значно менший і становить 21 ат.% і 25 ат.%, відповідно. Показано, що при імпульсному електролізі вміст металевої форми молібдену вищий за рахунок відновлення оксидів молібдену проміжних ступенів окиснення ад-атомами водню, що утворюються в парціальній катодній реакції. Відновлення відбувається внаслідок спілловер-ефекту, реалізація якого найбільш ефективна впродовж паузи імпульсного струму. Обґрунтовано формування оксидної фази допанта безпосередньо в процесі електролізу без введення в електроліт як другої фази. Залежно від повноти перебігу цього процесу створюються умови для формування металевого покриву тернарним сплавом або металоксидним композитом, друга фаза якого складається з оксидів молібдену в проміжному ступені окиснення, тобто утворюється безпосередньо в електродному процесі. За результатами атомно-силової мікроскопії встановлено, що покриви, синтезовані в гальваностатичному режимі, можуть бути класифіковані як композитні електролітичні матеріали, тоді як катодний осад, отриманий нестаціонарним електролізом, можна віднести до металевих. Покриви, отримані в імпульсному режимі, характеризуються меншою поруватістю. Визначено вільну енергію поверхні для металевих і композитних покривів, значення якої становлять 127,74 мДж/м2 та 118,10 мДж/м2. Тестуванням електрокаталітичних властивостей тернарних сплавів Fe–Co–Mo в реакції електролітичного виділення водню отримано високі значення густини струму обміну водню як для металевих, так і композитних покривів.
Synthesis of catalytic cobalt-containing coatings on alloy AL25 surface by plasma electrolytic oxidation
(Інститут хімії поверхні ім. О. О. Чуйка НАН України, 2017) Ved, M. V.; Karakurkchi, A. V.; Sakhnenko, N. D.; Gorohivskiy, A. S.
The study aims at the investigation of the influence of electrolyte composition and plasma electrolytic oxidation modes on the composition and morphology of a mixed aluminum and cobalt oxides at the AL25 alloy. Composition, morphology and surface roughness of the oxide systems are examined by scanning electron microscopy, X-ray analysis and atomicforce microscopy. Mixed oxide coatings Al₂O₃·CoOₓ formed from the diphosphate electrolytes at various concentration ratio diphosphate/cobalt sulfate contain cobalt of 8-30 at. % (in terms of metal) in the matrix of alumina. Plasma electrolytic oxidation in a two-stage mode of the incident power provided formation of strongly adhered coatings characterized by non-stoichiometry ratio of cobalt and oxygen as well aslow content of silicon in deposits. Obtained mixed oxide systems have developed surface with alternating the spheroid and torus-shaped structures which is associated with a large number of catalytic sites. They exhibit catalyticbehavior in the model reactions of CO conversion to CO₂ and benzene oxidation not inferior to the contacts with noble metals. The coatings Al₂O₃·CoOₓ contribute to fuel economy and improve the environmental performance of the internal combustion engine thus can be recommended for use in the neutralization of gas emissions systems and as coatings for pistons of combustion chamber.
Вплив часових параметрів оксидування на склад та морфологію каталітичних покривів Al₂O₃·CoxOy
(НТУ "ХПІ", 2018) Каракуркчі, Ганна Володимирівна; Сахненко, Микола Дмитрович; Ведь, Марина Віталіївна
Досліджено процес формування змішаних оксидних покривів на висококремністому сплаві алюмінію у кобальтовмісному дифосфатному електроліті методом плазмово-електролітичного оксидування. Хронограми напруги формування дослідженої системи мають класичний вид із розділенням на характеристичні області. Показано, що неоднорідність хімічного складу АЛ25 зумовлює витрату частини анодного струму на гомогенізацію оброблюваної поверхні, що відображається у мінімізації вмісту легувальних компонентів на початковому етапі обробки. Встановлено, що приріст відносної маси сформованого шару змішаних оксидів Al₂O₃·CoxOy є функцією часу. Залежність має екстремальний характер із максимумом на 55 хв. Хімічний склад та морфологія поверхні утворюваного оксидного шару залежать від часу оксидування. Вміст каталітичного компоненту в поверхневих шарах варіюється від 0,2 до 23,3 ат. % при збільшенні часу обробки від 10 до 60 хв. Максимальна інкорпорація кобальту до складу оксидного шару відбувається при ПЕО протягом 35-50 хв, при цьому вміст кремнію у поверхневих шарах не перевищує 2 ат. %, що є сприятливим для каталітичних властивостей одержаного матеріалу. Включення кобальту візуалізується вкрапленнями синьо-фіолетового кольору в місцях горіння мікродугових розрядів. Сформований змішаний шар оксидів алюмінію та кобальту характеризуються розвиненою мікроглобулярною структурою, утвореною конгломератами сфероїдів із середнім розміром 1-2 мкм. Нанесений оксидний шар складається із α-Al₂O₃ з інкорпорованими фазами Co₃O₄. Наявність аморфного гало зумовлено формуванням структури у нерівноважних умовах. Сукупність виявлених факторів є передумовою високих каталітичних властивостей одержаних покривів. Перспективною сферою застосування систем Al₂O₃·CoxOy є внутрішньоциліндровий каталіз у двигунах внутрішнього згоряння.
Використання змішаних оксидів кобальту і алюмінію для внутрішньоциліндрового каталізу
(НТУ "ХПІ", 2017) Ведь, Марина Віталіївна; Сахненко, Микола Дмитрович; Каракуркчі, Ганна Володимирівна; Горохівський, Андрій Сергійович; Галак, Олександр Валентинович
Розглянуто принципи формування конверсійних оксидних покривів на висококремністому сплаві алюмінію у діфосфатних електролітах методом плазмово-електролітичного оксидування. Показано, що варіювання концентрації компонентів електроліту та параметрів електролізу (часу обробки і густини струму) сприяє формуванню оксидних покривів різного складу і морфології, що включають матрицю оксиду основного металу та нестехіометричні оксиди кобальту. Сформовані змішані оксиди характеризуються мікроглобулярною структурою та значною кількістю каталітичних центрів, що забезпечує високу каталітичну активність в реакціях знешкодження токсикантів. Тому вбачається доцільним застосування таких покривів у робочих процесах двигунів внутрішнього згоряння для підвищення ефективності перетворення палива та зменшення токсичних газових викидів.
Наукові основи електрохімічної технології покриттів тернарними сплавами заліза з тугоплавкими металами
(НТУ "ХПІ", 2018) Єрмоленко, Ірина Юріївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.17.03 ‒ технічна електрохімія. ‒ Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертацію присвячено розробці наукових основ електрохімічних технологій покриттів тернарними сплавами заліза та кобальту з молібденом і вольфрамом підвищеної функціональності. Експериментально доведено гіпотезу що-до конкурентного відновлення металів тріади заліза з тугоплавкими компонентами, обумовленого взаємним впливом термодинамічних, кристалохімічних характеристик сплавотвірних металів і кінетичних параметрів катодного процесу. Встановлено кінетичні закономірності співвідновлення в системах Fe³⁺ ‒ MoO₄²⁻ ‒ WO₄²⁻ ‒ Cit³⁻, Fe³⁺ ‒ Со²+ ‒ WO₄²⁻ (MoO₄²⁻) ‒ Cit³⁻ і обґрунтовано механізм осадження тернарних сплавів Fe-Mo-W, Fe-Co-W(Mo). Визначено вплив складу електролітів і режимів електролізу на елементний, фазовий склад і морфологію поверхні одержаних покриттів. Доведено можливість керування складом та морфологією багатокомпонентних покриттів на основі заліза і кобальту варіюванням складу електроліту (співвідношення концентрацій компонентів, співвідношення ліганду і комплексотвірників) і застосуванням гальваностатичного та імпульсного режимів електролізу з варіюванням густини струму 2,5 ‒ 6,5 А/дм², тривалості імпульсу / паузи 5 ‒ 10 / 5 ‒ 20 мс. Розроблено електроліти та режими осадження, що забезпечують осадження покриттів Fe-Co-W з вмістом Со 32 ‒ 47 ат. %, W 5 ‒ 13 ат. %, покриттів Fe-Mo-W з вмістом вольфраму 5 ‒ 11 ат. %, молібдену 26 ‒ 32 ат. % і покриттів Fe-Сo-Мо з діапазоном вмісту Сo 26 ‒ 48 ат. % і Мо 15 ‒ 31 ат. % та виходом за струмом до 58 – 82 %. Розроблено варіативні схеми електрохімічних процесів осадження покриттів сплавами Fe-Mo-W, Fe-Co-W(Mo) залежно від їх практичного застосування. За результатами експериментальних досліджень і тестувань функціональних властивостей покриттів в модельних середовищах і технологічних умовах визначено перспективні напрямки застосування одержаних матеріалів.
Наукові основи електрохімічної технології покриттів тернарними сплавами заліза з тугоплавкими металами
(НТУ "ХПІ", 2018) Єрмоленко, Ірина Юріївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.17.03 ‒ технічна електрохімія. ‒ Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертацію присвячено розробці наукових основ електрохімічних технологій покриттів тернарними сплавами заліза та кобальту з молібденом і вольфрамом підвищеної функціональності. Експериментально доведено гіпотезу що-до конкурентного відновлення металів тріади заліза з тугоплавкими компонентами, обумовленого взаємним впливом термодинамічних, кристалохімічних характеристик сплавотвірних металів і кінетичних параметрів катодного процесу. Встановлено кінетичні закономірності співвідновлення в системах Fe³⁺ ‒ MoO₄²⁻ ‒ WO₄²⁻ ‒ Cit³⁻, Fe³⁺ ‒ Со²+ ‒ WO₄²⁻ (MoO₄²⁻) ‒ Cit³⁻ і обґрунтовано механізм осадження тернарних сплавів Fe-Mo-W, Fe-Co-W(Mo). Визначено вплив складу електролітів і режимів електролізу на елементний, фазовий склад і морфологію поверхні одержаних покриттів. Доведено можливість керування складом та морфологією багатокомпонентних покриттів на основі заліза і кобальту варіюванням складу електроліту (співвідношення концентрацій компонентів, співвідношення ліганду і комплексотвірників) і застосуванням гальваностатичного та імпульсного режимів електролізу з варіюванням густини струму 2,5 ‒ 6,5 А/дм², тривалості імпульсу / паузи 5 ‒ 10 / 5 ‒ 20 мс. Розроблено електроліти та режими осадження, що забезпечують осадження покриттів Fe-Co-W з вмістом Со 32 ‒ 47 ат. %, W 5 ‒ 13 ат. %, покриттів Fe-Mo-W з вмістом вольфраму 5 ‒ 11 ат. %, молібдену 26 ‒ 32 ат. % і покриттів Fe-Сo-Мо з діапазоном вмісту Сo 26 ‒ 48 ат. % і Мо 15 ‒ 31 ат. % та виходом за струмом до 58 – 82 %. Розроблено варіативні схеми електрохімічних процесів осадження покриттів сплавами Fe-Mo-W, Fe-Co-W(Mo) залежно від їх практичного застосування. За результатами експериментальних досліджень і тестувань функціональних властивостей покриттів в модельних середовищах і технологічних умовах визначено перспективні напрямки застосування одержаних матеріалів.
Increasing the efficiency of intra-cylinder catalysis in diesel engines
(Украинский государственный химико-технологический университет, 2017) Parsadanov, I. V.; Sakhnenko, N. D.; Ved, M. V.; Rykova, I. V.; Khyzhniak, V. A.; Karakurkchi, A. V.; Gorokhivskiy, A. S.
The data of research done to systemize and choose scientific fields and search for the rational ways of an increase in the efficiency of intra-cylinder catalysis in diesel engines have been given. The use of base metal oxides and composite oxides of transition metals as the coatings for the piston combustion chamber has been substantiated. This allows us to control chemical reaction rates and reduce the formation of toxic substances. When selecting the scientific fields and rational practical ways of an increase in the efficiency of intra-cylinder catalysis in diesel engines chemical, physical and technological factors were taken into consideration. The formation of catalytic coatings based on the oxides of transition metals (Mn, Co) was provided using the plasma-electrolytic oxidizing on the Al25 alloy. These included both individual manganese and cobalt oxides and the mixed oxides of both metals. The investigation of catalytic coatings of the combustion chamber in the diesel engine piston on the basis of manganese and cobalt oxides and mixed oxides enabled the establishment of a maximum catalytic effect when cobalt oxides were used. The prototype diesel test data showed that the fuel rate in this case is decreased by 4 to 6 %, NOx emissions were reduced by 14 to 15 % and carbon oxide emissions were reduced by 20 through 25 %.
Synthesis and functional properties of mixed titanium and cobalt oxides
(Institute for Single Crystals, 2017) Ved, M. V.; Sakhnenko, N. D.; Karakurkchi, A. V.; Mayba, M. V.; Galak, A. V.
Peculiarities of plasma-electrolytic oxidation of the aluminum alloys in diphosphate electrolytes are discussed. It is shown that PEO parameters depend on the composition and concentration of the components of the working solutions. The mechanism of cobalt oxides incorporation into the composition of surface layers is proposed. It has been established that the oxidation of titanium in citrate-diphosphate electrolytes promotes the formation of mixed oxide layers TiOx·CoOy. The obtained mixed oxide systems have a developed microporous globular-toroidal surface and are characterized by a complex of enhanced functional properties - corrosion and abrasion resistance, catalytic activity in the carbon (II) oxide conversion reaction.
Mixed alumina and cobalt containing plasma electrolytic oxide coatings
(IOP Publishing Ltd, 2017) Yar-Mukhamedova, G. Sh.; Ved, M. V.; Karakurkchi, A. V.; Sakhnenko, N. D.
Principles of plasma electrolytic oxidation of the AL25 aluminum alloy in diphosphate alkali solutions containing cobalt(2+) cations are discussed. It has been established that a variation in the concentration of the electrolyte components provides the formation of mixed-oxide coatings consisting of the basic matrix materials and the cobalt oxides of different content. An increase in the cobalt oxide content in the coating is achieved by the variation in electrolysis current density as well as the treatment time due to both the electrochemical and thermo-chemical reactions at substrate surface and in spark region. Current density intervals that provide micro-globular surface formation and uniform cobalt distribution in the coating are determined. The composition and morphology of the surface causes high catalytic properties of synthesized materials, which confirmed the results of testing in model reaction CO and benzene oxidation as well as fuel combustion for various modes of engine operation.