Разработка метода формирования магнитных композиционных электролитических покрытий с требуемыми свойствами при воздействии ионизирующего излучения

grgu_admin - пт, 01/17/2020 - 09:43
Цели и задачи: 

Выявление закономерностей формирования структуры, физико-механических и химических свойств магнитных композиционных электролитических покрытий на основе кобальта и никеля c наночастицами Al2О3 при воздействии ионизирующего излучения (рентгеновского излучения (0,07 нм) и ультрафиолетового излучения (207 нм)), действующего на электролит в процессе электролиза.

Для достижения указанной цели предполагается решить следующие основные задачи:

  1. Исследовать кинетику электроосаждения магнитных композиционных покрытий на основе кобальта и никеля с наночастицами Al2О3 в поле ионизирующего излучения.
  2. Изучить структуру, эксплуатационные и физические свойства магнитных композиционных покрытий на основе кобальта и никеля, сформированных при воздействии ионизирующего излучения.
  3. Определить оптимальные концентрации наночастиц, а также параметры облучения ионизирующим излучением, позволяющие модифицировать структуру магнитных композиционных покрытий с целью улучшения их эксплуатационных характеристик.
Актуальность (решаемые проблемы): 

Одним из приоритетных направлений научно-технического прогресса является поиск новых методов обработки гальванических покрытий с целью получения металлических изделий с уникальными свойствами. Получение композиционных электролитических покрытий из электролитов несколько затруднено вследствие образования и адсорбции в процессе электроосаждения на поверхности катода труднорастворимой пленки из продуктов промежуточного восстановления металла, ингибирующей включение частиц второй фазы. Одним из способов, разработанных на кафедре общей физики ГрГУ им. Янки Купалы авторами проекта, который препятствует адсорбции на поверхности подложки оксидных и гидроксидных пленок, является метод воздействия рентгеновского излучения на электрохимическую систему в процессе осаждения покрытий. Под влиянием рентгеновского излучения, вследствие радиолиза, в электролите возникают активные и весьма подвижные радикалы, способствующие естественному перемешиванию раствора и интенсифицирующие процесс электроосаждения. Следует также учитывать, что радиационно-химические превращения, протекающие в электролитах под облучением, приводят к изменению микроструктуры получаемых осадков, что может служить причиной модификации их эксплуатационной характеристик. Предположительно, действие рентгеновского излучения также оказывает влияние на переходной слой пленка-подложка, который по составу, структуре, концентрации дефектов и внутренних напряжений может существенно отличаться от  основного слоя. Поэтому целью данной научно-исследовательской работы является разработка метода модификации структуры и свойств магнитных композиционных покрытий посредством введения в электролит наночастиц Al2O3 и облучения электролита ионизирующим излучением (рентгеновским излучением (0,07 нм) и ультрафиолетовым излучением (207 нм)).

Краткое описание создаваемой научно-технической продукции: 

Разработанная методика электроосаждения магнитных композиционных покрытий позволит выявить новые фундаментальные кинетические закономерности, прикладное значение которых связано с разработкой метода модификации магнитных композиционных покрытий, которые наряду с высокими электрическими и магнитными свойствами должны обладать повышенной прочностью и коррозионной стойкостью, способных увеличить эксплуатационный ресурс ответственных узлов в различных категориях устройств (производственных систем).

Область применения результатов НИОКР: 

Электрохимия, радиационное материаловедение.

Технические преимущества по отношению к лучшим отечественным и зарубежным аналогам: 

Отличительные особенности метода модификации магнитных композиционных покрытий заключаются в:

  • интенсификации процесса электроосаждения;
  • препятствии коагуляции наночастиц;
  • увеличении рассеивающей способности электролитов от 15 до 60 % в зависимости от типа электролита;
  • снижении газонаполнения и увеличение выхода осаждаемого металла по току.

Преимущества метода модификации магнитных композиционных покрытий заключаются в:

  • обеспечении формирования сплошных и равномерных композиционных покрытий;
  • увеличении плотности покрытия;
  • снижении шероховатости покрытия;
  • увеличении коррозионной стойкости в агрессивных средах.
  • увеличении адгезии покрытия;
  • увеличение твердости получаемых изделий.
Экономические преимущества: 

Повышение прочности и коррозионной стойкости, а также увеличение эксплуатационного ресурса различных изделий, частей и узлов в различных технологических системах позволит снизить экономические издержки в процессе их промышленного производства и эксплуатации, повысив качество и конкурентоспособность выпускаемой с их помощью промышленной продукции.

Потенциальные потребители создаваемой научно-технической продукции: 

НИИ, учреждения высшего образования и организаций, специализирующиеся в области радиационного материаловедения, промышленные предприятия.

Контактная информация: 

Учреждение образования "Гродненский государственный университет имени Янки Купалы"
Валько Наталья Георгиевна
моб.: +375 29 784 19 15
e-mail: N.Valko@grsu.by