Preview

Frontier Materials & Technologies

Расширенный поиск

Электролитическое получение магниевых покрытий

https://doi.org/10.18323/2782-4039-2022-1-24-30

Полный текст:

Аннотация

Магний, его соединения и сплавы в последнее время вызывают повышенный интерес ученых во всем мире. Интерес к исследованиям магния обусловлен сочетанием в нем множества перспективных свойств, которые находят практическое применение в различных отраслях народного хозяйства. В промышленных масштабах основную долю магния производят путем электролиза из расплава. Однако существует проблема безопасности этого процесса для окружающей среды. Метод является экологически неблагополучным, поскольку сопровождается выделением в окружающую среду опасных соединений хлора и хлорорганических соединений. В ряде случаев альтернативой может служить метод электроосаждения из растворов. Задача получения магния и магнийсодержащих покрытий методом электроосаждения из растворов уже ставилась, но получить стабильный электролит, позволяющий создать качественные покрытия, до сих пор не удавалось. В работе предложен электролит, в котором в качестве растворителя использовался изопропиловый спирт. Магнийсодержащие покрытия получали методом электроосаждения на токопроводящую основу. Электролит готовился на основе безводного сульфата магния. Для увеличения электропроводности электролита в раствор добавлялись хлориды натрия, калия и кальция в разных концентрациях. Проведены экспериментальные исследования влияния состава электролита и режимов электроосаждения на морфологию и элементный состав магнийсодержащих покрытий. Электронно-микроскопические исследования и исследования элементного состава образцов энергодисперсионным рентгенофлуоресцентным спектрометром показали, что оптимальным режимом электроосаждения для получения магниевых покрытий с мелкокристаллической структурой, низкой пористостью и высоким содержанием магния является нестационарный (двухступенчатый) режим электроосаждения. 

Об авторах

Анастасия Михайловна Гнусина
Тольяттинский государственный университет, Тольятти
Россия

магистр кафедры «Нанотехнологии, материаловедение и механика»



Наталья Николаевна Грызунова
Тольяттинский государственный университет, Тольятти
Россия

доктор физико-математических наук, доцент, профессор кафедры «Нанотехнологии, материаловедение и механика»



Список литературы

1. Волкова Е.Ф., Дуюнова В.А. О современных тенденциях развития магниевых сплавов // Технология легких сплавов. 2016. № 3. С. 94–105.

2. Yang W., Tekumalla S., Gupta M. Cumulative Effect of Strength Enhancer-Lanthanum and Ductility Enhancer-Cerium on Mechanical Response of Magnesium // Metals. 2017. Vol. 7. № 7. Article number 241. DOI: 10.3390/met7070241.

3. Filatov Y.A., Yelagin V.I., Zacharov V.V. New Al-Mg-Sc alloys // Materials Science and Engineering A-Structural materials properties microstructure and processing. 2000. Vol. 280. № 1. P. 97–101. DOI: 10.1016/S0921-5093(99)00673-5.

4. Комкова Д.А., Волков А.Ю. Структура и текстура магния после низкотемпературной мегапластической деформации // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2017. № 3. С. 70–75. DOI: 10.18323/2073-5073-2017-3-70-75.

5. Nugmanov D.R., Islamgaliev R.K. Structure and mechanical properties of magnesium alloy AM60V after equal channel angular pressing and rolling // Metal Science and Heat Treatment. 2011. Vol. 53. № 1-2. P. 8–13. DOI: 10.1007/s11041-011-9333-y.

6. Wang P., Buchmeiser M.R. Rechargeable magnesium–sulfur battery technology: state of the art and key challenges // Advanced Functional Materials. 2019. Vol. 29. № 49. Article number 1905248. DOI: 10.1002/adfm.201905248.

7. Волкова Е.Ф., Дуюнова В.А. О современных тенденциях развития магниевых сплавов // Технология легких сплавов. 2016. № 3. С. 94–105.

8. Тихоновский М.А., Шепелев А.Г., Кутний К.В., Немашкало О.В. Биоматериалы: анализ современных тенденций развития на основе данных об информационных потоках // Вопросы атомной науки и техники. 2008. № 1. С. 166–172.

9. Волков Д.А., Леонов А.А., Мухина И.Ю., Уридия З.П. Потенциал применения биоразлагаемых магниевых сплавов (обзор) // Труды ВИАМ. 2019. № 3. С. 35–43. DOI: 10.18577/2307-6046-2019-0-3-35-43.

10. Киселевский М.В., Анисимова Н.Ю., Полоцкий Б.Е., Мартыненко Н.С., Лукьянова Е.А., Ситдикова С.М., Добаткин С.В., Estrin Yu.Z. Биоразлагаемые магниевые сплавы – перспективные материалы медицинского назначения (Обзор) // Современные технологии в медицине. 2019. Т. 11. № 3. С. 146–157. DOI: 10.17691/stm2019.11.3.18.

11. Хлусов И.А., Митриченко Д.В., Просолов А.Б., Николаева О.О., Слепченко Г.Б., Шаркеев Ю.П. Краткий обзор биомедицинских свойств и применения магниевых сплавов для биоинженерии костной // Бюллетень Сибирской медицины. 2019. Т. 18. № 2. С. 274–286. DOI: 10.20538/1682-0363-2019-2-274-286.

12. Катышев С.Ф., Молодых А.С., Никоненко Е.А., Байкова Л.А. Интеграция научной и образовательной деятельности вуза: на материале опыта сравнительного анализа термического разложения Mg(No3)2 • 6H2O в атмосфере воздуха и перегретых водяных парах // Образование и наука. 2016. № 3. P. 57–69. DOI: 10.17853/1994-5639-2016-3-56-69.

13. Haas I., Gedanken A. Synthesis of metallic magnesium nanoparticles by sonoelectrochemistry // Chemical Communications. 2008. Vol. 15. P. 1795–1797. DOI: 10.1039/b717670h.

14. Першина Е.Д., Коханенко В.В., Маслюк Л.Н., Каздобин К.А. Трансформация энергии в воде и электролитах, содержащих кислород // Электронная обработка материалов. 2012. Т. 48. № 1. С. 106–113.

15. Мелер К.-Д., Лисовски Р. Электролит для гальванического осаждения алюминий-магниевых сплавов: патент РФ № RU 2347857, 2009. 2 с.

16. Saez V., Mason T.J. Sonoelectrochemical Synthesis of Nanoparticles // Molecules. 2009. Vol. 14. № 10. P. 4284–4299. DOI: 10.3390/molecules14104284.

17. Viestfrid Yu., Levi M.D., Gofer Y., Aurbach D. Microelectrode studies of reversible Mg deposition in THF solutions containing complexes of alkylaluminum chlorides and dialkylmagnesium // Journal of Electroanalytical Chemistry. 2005. Vol. 576. № 2. P. 183–195. DOI: 10.1016/j.jelechem.2004.09.034.

18. Park B., Ford H.O., Merrill L.C., Liu J., Murphy L.P., Schaefer J.L. Dual cation exchanged poly(ionic liquid)s as magnesium conducting electrolytes // ACS Applied Polymer Materials. 2019. Vol. 1. № 11. P. 2907–2913. DOI: 10.1021/acsapm.9b00614.

19. Qu X.H., Zhang Y., Rajput N.N., Jain A., Maginn E., Persson K.A. Computational Design of New Magnesium Electrolytes with Improved Properties // Journal of Physical Chemistry. 2017. Vol. 121. № 30. P. 16126–16136. DOI: 10.1021/acs.jpcc.7b04516.

20. Doe R.E., Han R., Hwang J., Gmitter A.J., Shterenberg I., Yoo H.D., Pour N., Aurbach D. Novel, electrolyte solutions comprising fully inorganic salts with high anodic stability for rechargeable magnesium batteries // Chemical Communications. 2014. Vol. 50. № 2. P. 243–245. DOI: 10.1039/C3CC47896C.

21. Haas I., Gedanken A. Synthesis of metallic magnesium nanoparticles by sonoelectrochemistry // Chemical Communications. 2008. № 15. P. 1795–1797. DOI: 10.1039/b717670h.


Рецензия

Для цитирования:


Гнусина А.М., Грызунова Н.Н. Электролитическое получение магниевых покрытий. Frontier Materials & Technologies. 2022;(1):24-30. https://doi.org/10.18323/2782-4039-2022-1-24-30

For citation:


Gnusina A.M., Gryzunova N.N. Electrolytic production of magnesium coatings. Frontier Materials & Technologies. 2022;(1):24-30. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2782-4039-2022-1-24-30

Просмотров: 126


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4039 (Print)
ISSN 2782-6074 (Online)