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

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.
Корозійно-електрохімічні властивості метал-оксидних і композитних систем
(Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України, 2016) Ведь, Марина Віталіївна; Сахненко, Микола Дмитрович; Овчаренко, Ольга Олександрівна; Зюбанова, Світлана Іванівна; Горохівський, Андрій Сергійович; Каракуркчі, Ганна Володимирівна; Славкова, Марина
The results of the research aimed to establish a patterns of electrochemical synthesis coatings both mono- and doped oxides in the modes of plasma electrolytic oxidation (PEO), as well as composite systems of metal matrix reinforced with an oxide phasearepresented. The influence of external conditions and internal factors on the structure, element composition, morphology and operating properties of the obtained materials is analyzed. It was established that the composition, surfacemorphology and functional properties of oxide coatings on titanium and aluminum alloys depend on the composition of electrolytes andoxidation mode. It is proved the possibility obtaining multicomponent oxide coatings with high adhesionin one-stageusing PEO. Doping of a titanium matrix with zirconium and zinc oxides allows to raise essentially their photocatalytic properties both due to the formation of large globules on the smoothed surface of mixed oxide systems Ti/TiOₓ, ZnO and Ti/TiOₓ, ZrO₂ containing dopant to 3 at.% in terms of metal, as well as by the synergetic effect. Increased corrosion and abrasion resistance for PEO systems Ti/TiOₓ, ZrO₂ is caused by chemical properties of the dopant and uniform micro globular surface morphology. It is found that mixed oxides coatings systems Al/Al₂O₃, CoOₓ and Al/Al₂O₃, MnOₓ, CoOₓ as promising materials for heterogeneous catalysis can be prepared by electrochemical technology on metal substrates in PEO mode. It was noted increase of their corrosion and abrasion resistance in comparison with Al/Al₂O₃ caused by homogenization of the surface layer and the formation of smooth micro globular structure. The system Al/Al₂O₃, MnOₓ, CoOₓ identified the highest catalytic properties with the total content of the dopants to 6 at.% in a bench test of the diesel engine in the forced modes reduces fuel consumption by 1-3%, decreases NOₓ emissions and substantially improves environmental performance. Composite coatings based on electrochemical metal copper and nickel matrices reinforced by 1,5 at.% nano-sized particles of the hardening phase Al₂O₃, have a significantly higher physical and mechanical properties – micro-hardness, tensile strength and yield strength compared with monometallic materials. It is found that one of the factors contributing to almost doubling of these characteristics is a decrease in the grain size which also improves corrosion resistance of the coatings in spite of their heterogeneity.
Плазмово-електролітичний синтез гетерооксидних покривів на високолегованих сплавах алюмінію
(Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України, 2018) Сахненко, Микола Дмитрович; Каракуркчі, Ганна Володимирівна; Ведь, Марина Віталіївна; Ярошок, Тамара Петрівна; Руднєва, Світлана Іванівна; Горохівський, Андрій Сергійович
The scientific principles of control of the composition of heteroxide coatings on aluminum alloys with transition metals are substantiated by varying the formulation of electrolytes, modes and parametersof synthesis by the method of plasma-electrolytic oxidation (PEO). The results of the research aimed to establish a patterns of electrochemical synthesis coatings both mono- and doped oxides in the modes of PEO. The influence of external conditions and internal factors on the structure, element composition, morphology and operating properties of the obtained materials is analyzed. It was established that the composition, surfacemorphology and functional properties of oxide coatings on aluminum alloys depend on the composition of electrolytes andoxidation mode. It is proved the possibility obtaining multicomponent oxide coatings with high adhesionin one-stageusing PEO. It was established that the inclusion of cobalt on the oxide coatings on the aluminumalloy АК12М2МgN leads to formation of a mosaic three–dimensional surface structure, in which the PEO coating contain maximum of cobalt. It is found that mixed oxides coatings systems Al/Al₂O₃, CoOᵧ and Al/Al₂O₃, MnOᵧ, CoOᵧ as promising materials for heterogeneous catalysis can be prepared by electrochemical technology on metal substrates in PEO mode. According to the spectroscopy of the electrode impedance, equivalent schemes of substitution of hetero-oxide systems in different acidity medium have been established. Parameters of multicomponent oxide coatings have been determined, based on which the deep and current corrosion rates have been calculated. It was noted increase of their corrosion resistance in comparison with Al/Al₂O₃ caused by homogenization of the surface layer and the formation of smooth micro globular structure. The system Al/Al₂O₃, MnOᵧ, CoOᵧ identified the highest catalytic properties with the total content of the dopants to 6 at.% in a bench test of the diesel engine in the forced modes reduces fuel consumption.
Технології інженерії поверхонь деталей силових установок автомобільної та бронетанкової техніки
(НТУ "ХПІ", 2019) Каракуркчі, Ганна Володимирівна; Сахненко, Микола Дмитрович; Ведь, Марина Віталіївна; Кайдалов, Руслан Олегович; Шаповал, Олександр Миколайович
Проведено огляд існуючих підходів використання методів інженерії поверхні деталей поршневої групи двигунів внутрішнього згоряння. Показано, що застосування процесів спрямованого модифікування поверхні дозволяє розширити функціональні властивості оброблюваного матеріалу, зокрема підвищити показники міцності, зносостійкості, корозійної тривкості. Як ефективний метод інженерії поверхні запропоновано використання плазмово-електролітичного оксидування в лужних електролітах. Особливості обробки матеріалу у високоенергетичних режимах під дією короткоживучих електричних розрядів полягають у формуванні наноструктурованих оксидних композиційних покривів під час електрохімічних та термохімічних реакцій. Завдяки особливостям перебігу плазмово-електролітична обробка може розглядатися як комбінований метод інженерії поверхні за рахунок поєднання в одному процесі модифікування поверхневого шару оброблюваного матеріалу та формування покриву з інкорпорацією компонентів електроліту та продуктів термохімічного перетворення.
Функциональные свойства гетерооксидных ситем на основе TiO₂
(НТУ "ХПИ", 2018) Каракуркчи, Анна Владимировна; Ведь, Марина Витальевна; Сахненко, Николай Дмитриевич; Яр-Мухамедова, Гульмира Шариповна
Плазменно-электролитическим оксидированием сплавов титана в щелочных электролитах с введеним соединений тугоплавких металлов получены гетерооксидные покрытия микроглобулярной морфологи с высокой адгезией. В роли допантов использованы диспергированные в электролите наноразмерные оксиды ванадия, циркония и молибдена, а также растворы вольфрамата натрия, что позволило формировать гетерооксидные покрытия как из коллоидных, так и истинных растворов. Установлено влияние допантов на параметры процесса и виявлены интервалы напряжений, соответствующих микродуговому режиму. По результатам сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии показано, что управление химическим составом покрытий, топографией поверхности и размером зерен можно варьированием концентрации электролита и плотности тока плазменно-электролитического оксидирования. Установлено, что сформованные оксидные слои имеют высокую стойкость к абразивному зносу и существенно повышают коррозионную стойкость титана в хлоридсодержащих средах вследствие инкорпорации тугоплавких компонентов и сгладживанию рельефа поверхности.
Використання оксиду титану для дезінтеграції небезпечних хімічних речовин за допомогою фотокаталізу
(НТУ "ХПІ", 2018) Галак, Олександр Валентинович; Сахненко, Микола Дмитрович; Ведь, Марина Віталіївна; Меньшов, Сергій Миколайович; Клімов, Олексій Петрович
Покриття TiO₂ мають високу адгезію до поверхні. Будь-яку поверхню з нанесенням TiO₂ легко позиціонувати для опромінення світлом, на відміну від порошків, які треба ще якось розмістити і зафіксувати на поверхні. Доведено, що на поверхні TiO₂ можуть бути окиснені (мінералізовані) практично будь-які органічні сполуки. На практиці будь-який фотокаталітичний очищувач повітря включає в себе пористий носій з нанесеним ТiO2, який опромінюється ультрафіолетовими променями і через який продувається повітря. Фотокаталіз придатний для побутового використання, оскільки може відбуватися при кімнатній температурі. Наприклад, термокаталітичний спосіб руйнування шкідливих речовин вимагає попереднього нагрівання повітря до температури понад 200°С. Фотокаталіз руйнує речовини, які проникають навіть через фільтри на основі активованого вугілля. Розглянуті особливості формування оксидних покривів плазмово-електролітичним оксидуванням сплавів титану. Запропоновано дообладнати конструкцію систем колективного захисту на бронетехніці та стаціонарних об'єктів додатковим встановленням у фільтр-поглинач мережки з нанесеним шаром каталітичного матеріалу, що буде нейтралізувати різні види небезпечних хімічних речовин за рахунок фотокаталітичного очищення повітря.
Cobalt and manganese oxide catalytic systems on valve metals in ecotechnologies
(Kyiv National University of Technologies and Design, 2017) Karakurkchi, A. V.; Sakhnenko, M. D.; Ved, M. V.; Gorohivskiy, A. S.; Galak, O.; Menshov, S.; Matykin, O.
The paper discusses the preparation of cobalt and manganese oxide catalytic systems on valve metals (aluminum and titanium alloys) for eco-technologies. Oxide catalysts with d-metals based on aluminum are widely used for reduce the toxic gases emission from internal combustion engines. Catalysts based on Titania doped with transition metal oxides are also widely used in the heterogeneous and especially photo-catalysis. The higher catalytic properties in this case are demonstrated by the nano-structured oxide systems with developed surface both on aluminum and titanium alloys. From the point of view of the application convenience, better technological forms of a catalyst are the thin-film oxide coatings, formed directly on the metal substrate by the method of plasma-electrolytic oxidizing. It is considered the features of the conversion coatings formation on aluminum and titanium alloys by plasma electrolytic oxidation in alkaline electrolytes. The effect both the concentration and ratio of the electrolyte components and processing conditions on the composition and the morphology of the surface layers is studied. The difference in the plasma oxidation parameters of aluminum and titanium alloys is attributed with the various specific electric resistance of matrix metal as well as the alloying elements oxides. The oxides’ composition influence on the surface relief and their properties is investigated. The factors influenced on the catalytic properties of single and mixed oxide systems are established and the prospects for their use in technology of neutralization of toxic substances are discussed.
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.
Functional mixed cobalt and aluminum oxide coatings for environmental safety
(Institute for Single Crystals, 2017) Ved, M. V.; Sakhnenko, N. D.; Karakurkchi, A. V.; Myrna, T. Yu.
Principles of plasma-electrolytic oxidation of the aluminum alloys in diphosphate electrolytes are discussed. It has been established that a variation in concentration of the electrolyte components and electrolysis parameters (current density and treatment time) provides the formation of oxide coatings consisting of the basic matrix materials and the cobalt oxides of different composition and morphology that are expected to affect their functional properties. Mixed oxide coatings formed in a plasma-electrolytic mode characterized by microglobular structure with reducing the conglomerate size have an increased abrasion and wear resistance and an intense catalytic activity. Thus, there is a prospect of using such coatings in the process of burning fuel in internal combustion engines and reduce the toxicity of emissions improving fuel efficiency and environmental performance of engines and in the industrial systems of catalytic purification of exhaust gases of industrial plants and power system facilities.