Електрохімічне формування покривів сплавами і композитами Fe–Co–Mo(MoOₓ)

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.03 – Технічна електрохімія. – Національний технічний уні-верситет “Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2019. Дисертаційну роботу присвячено розробці технології електроосадження функціональних покривів сплавами заліза з кобальтом і молібденом з комплек-сних цитратних електролітів. За результатами аналізу іонних рівноваг і кінетичних закономірностей встановлено, що молібден відновлюється у сплав з ферумом та кобальтом до металевого стану з гетероядерних комплексів через утворення проміжних сполук як внаслідок катодної поляризації, так і ад-атомами водню за рахунок реалізації спілловер-ефекту. Варіювання режимів і параметрів електролізу дозволяє формувати композитні металоксидні покриви в системі ферум-кобальт-молібден інкорпорацію до складу металевої матриці оксидів молібдену, як інтермедіатів електродних реакцій. Обґрунтовано кількісний склад електроліту та режими нанесення покривів із заданим вмістом компонентів, морфологією, структурою та експлуатаційними характеристиками. Визначено оптимальні режими поляризації, застосування яких дозволяє отримувати бездефектні покриви. Корозійний опір покривів системи Fe–Co–Mo(МоОₓ) перевищує значення для сплавотвірних компонентів, а мікротвердість майже втричі вища за мікротвердість матеріалу основи та індивідуальних компонентів тернарної системи. Високу електрокаталітичну активність покривів виявлено в катодних реакціях виділення водню, яка внаслідок реалізації синергетичного ефекту вища порівняно із індивідуальними металами і зростає з вмістом молібдену, а активність покривів Fe–Co–Mo(МоОₓ) в анодних реакціях окиснення низькомолекулярних спиртів за густиною струмів анодних і катодних піків навіть вища, ніж на платині. Покриви є “магнітом’якими матеріали”, які можна застосовувати у виробництві магніто-оптичних інформаційних накопичувачів, а сенсорні властивості щодо окремих компонентів газових середовищ використано для створення чутливого елемента сенсора. Запропоновано технологічну схему електроосадження покривів Fe–Co–Mo(МоОₓ) залежно від їх практичного призначення.Thesis for the degree of Candidate of Technical Sciences in the speciality 05.17.03 – Technical еlectrochemistry. – National Technical University “Kharkiv Polytechnic Institute” Kharkiv, 2019. The dissertation is devoted to the development of technology for electrodeposition of functional coatings by alloys of iron with cobalt and molybdenum from complex citrate electrolytes. Based on the analysis of ionic equilibria and kinetic laws, it was found that molybdenum is converted into an alloy with iron and cobalt to a metallic state from heteronuclear complexes through the formation of intermediate spokes both as a result of cathodic polarization and as a result of the formation of hydrogen and hydrogen atoms. realize overflow effect. Changing the modes and parameters of electrolysis allows the formation of composite metal oxide coatings in iron-cobalt-molybdenum system by including a metal matrix of molybdenum oxide as an intermediate link of electrode reactions. The quantitative composition of the electrolyte and the modes of coating with a given content of components, morphology, structure and operational characteristics are justified. The optimal polarization modes are determined, the use of which allows one to obtain defect-free coatings. The corrosion resistance of the coatings of the Fe-Co-Mo(MoOₓ) system exceeds the value for the alloy components, and the microhardness is three times higher than the microhardness for steel and individual components of the ternary system. High electrocatalytic activity of the coatings was found in cathodic hydrogen evolution reactions, which, as a result of the synergistic effect, is higher than for individual metals, and grows with the molybdenum content and the activity of Fe-Co-Mo (MoOₓ). Coatings in the reactions of anodic oxidation of low molecular weight alcohols at a current density of the anodic and cathodic peaks are even higher than on a platinum electrode. The coatings turned out to be "soft magnetic materials" that can be used in the manufacture of magneto-optical information storage devices, and the sensory properties of individual components of gaseous media were used to create a sensitive element of the sensor. The technological scheme of electrodeposition of Fe-Co-Mo (MoOₓ) coatings is proposed, depending on their practical purpose.