1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования
  4. № 9, 2023

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2023, № 9, стр. 18-24

Исследование коррозионных свойств объемных аморфных металлических сплавов на основе циркония

А. В. Яковлев a, Д. В. Балыбин a, В. А. Федоров a, *, Т. Н. Плужникова a, Д. Ю. Федотов a, А. А. Шлыкова a

a Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина
392000 Тамбов, Россия

* E-mail: fedorov-tsu.tmb@inbox.ru

Поступила в редакцию 12.01.2022
После доработки 10.03.2023
Принята к публикации 10.03.2023

Аннотация

В работе исследована коррозионная стойкость аморфных сплавов на основе циркония в жидкости, имитирующей биологическую, а также в водных растворах соляной кислоты (с содержанием НСl 0.1; 0.2; 0.4 моль/л). При изучении действия моделируемой биологической жидкости, образцы подвергали воздействию среды двумя способами. В первом – образец полностью погружали в коррозионную жидкость. Во втором – образец подвергали локальному воздействию капли биологической жидкости, нанесенной на поверхность. Установлено, что длительное воздействие среды, приводит к растворению поверхностного слоя образца, локальное воздействие капель практически не влияет на поверхность. Предварительная имплантация ионов аргона и азота, приводит к снижению действия моделируемой биологической жидкости на образцы. Получены поляризационные кривые для всех исследованных сплавов. На кривых, полученных при измерениях на сплавах в моделируемой биологической жидкости, катодная и анодная ветви имеют стандартный вид. Установлено, что поляризационные кривые для сплавов на основе циркония в водной среде с содержанием НСl 0.1; 0.2; 0.4) зависят от элементного состава сплавов. В образце без меди потенциал коррозии при различных концентрациях НСl меняется незначительно. У образца с содержанием меди 15% потенциал коррозии с ростом концентрации соляной кислоты смещается в катодную область. Поляризационные кривые образца с большим содержанием меди (45%) качественно отличны от кривых остальных образцов. Отмечено, что, как и в образце с 15% меди, с ростом концентрации соляной кислоты потенциал коррозии смещается в отрицательную область. Установлено, что коррозионная стойкость аморфных сплавов на основе циркония в изученных растворах увеличивается в сравнении с кристаллическим, что обусловлено аморфным строением материала электрода, из-за которого осложняется переход металла в ионное состояние.

Ключевые слова: коррозионная стойкость, аморфный сплав на основе циркония, моделируемая биологическая жидкость, поляризационные кривые, потенциал коррозии, катодная область, концентрация, поверхность, охрупчивание.

Список литературы

  1. Suryanarayana C., Inoue A. Bulk Metallic Glasses. Boca Raton. CRC Pres. 2017. 542 p. https://www.doi.org/10.1201/9781315153483

  2. Li H.F., Zheng Y.F. // Acta Biomaterialia. 2016. V. 36. P. 1. https://www.doi.org/10.1016/j.actbio.2016.03.047

  3. Hua N., Huang L., Chen W., He W., Zhang T. // Mater. Sci. Eng. 2014. V. 44. P. 400. https://www.doi.org/10.1016/j.msec.2014.08.049

  4. Geissler D., Uhlemann M., and Gebert A. // Corrosion Sci. 2019. V. 159. P. 108057. https://www.doi.org/10.1016/j.corsci.2019.06.012

  5. Gostin P.F., Eigel D., Grell D., Uhlemann M., Kerscher Eb., Eckert J., Gebert An. // Metals. 2015. V. 5. P. 1262. https://www.doi.org/10.3390/met5031262

  6. Grell D., Wilkin Y., Gostin P., Gebert A., Kerscher E. // Frontiers in Materials. 2017. V. 3. P. 1. https://www.doi.org/10.3389/fmats.2016.00060

  7. Wataha J., Lockwood P., Schedle A. // J. Biomed. Mater. Res. 2000. V. 52. P. 360. https://www.doi.org/10.1002/1097-4636(200011)52:2<360: :aid-jbm16>3.0.co;2-b

  8. Sunderman F. // Fed. Proc. 1978. V. 37. P. 40.

  9. Liu L., Qiu C., Chen Q., Zhang S. // J. Alloy. Comp. 2006. V. 425. P. 268. https://www.doi.org/10.1016/J.JALLCOM.2006.01.048

  10. Hiromoto S., Tsai A., Sumita M., Hanawa T. // Corros. Sci. 2000. V. 42. P. 2193. https://www.doi.org/10.1016/S0010-938X(00)00056-1

  11. Li Y., Zhang W., Dong C., Qiang J., Fukuhara M., Makino A., Inoue A. // Mater. Sci. Eng. A. 2011. V. 528. P. 8551. https://www.doi.org/10.1016/j.msea.2011.07.077

  12. Zberg B., Uggowitzer P., Lofer J. // Nat. Mater. 2009. V. 8. P. 887. https://www.doi.org/10.1038/nmat2542

  13. Raju V., Kühn U., Wol U., Schneider F., Eckert J., Reiche R., Gebert A. // Mater. Lett. 2002. V. 57. P. 173.

  14. Qin C., Asami K., Zhang T., Zhang W., Inoue A. // Mater. Trans. 2003. V. 44. P. 749.

  15. Pang S., Zhang T., Asami K., Inoue A. // J. Mater. Res. 2003. V. 18. P. 1652. https://www.doi.org/10.1557/JMR.2003.0227

  16. Inoue T., Zhang J., Saida M., Matsushita M., Sakurai T. // Mater. Trans. JIM. 1999. V. 40. P. 1181. https://www.doi.org/10.2320/matertrans1989.40.1181

  17. Liu L., Chan K., Pang G. // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 85. P. 2788. https://www.doi.org/10.1063/1.1801677

  18. Liu Y., Wang Y.-M., Pang H.-F., Zhao Q., Liu L. // Acta Biomaterialia. 2013. V. 9. P. 7043. https://www.doi.org/10.1016/j.actbio.2013.02.019

  19. Huang H.-H., Huang H.-M., Lin M.-C., Zhang W., Sun Y.-S., Kai W. // J. Alloy. Comp. 2014. V. 615. P. S660. https://www.doi.org/10.1016/J.JALLCOM.2014.01.098

  20. Huang H.H., Sun Y.S., Wu C.P., Liu C.F., Liaw P.K., Kai W. // J. Int. 2012. V. 30. P. 139. https://www.doi.org/10.1016/j.intermet.2012.03.015

  21. Liu L., Liu Z., Chan K., Luo H., Cai Q., Zhang S. // Scr. Mater. 2008. V. 58. P. 231. https://www.doi.org/10.1016/J.SCRIPTAMAT.2007. 09.040

  22. Jiang Q., Qin C., Amiya K., Nagata S., Inoue A., Zheng R., Cheng G., Nie X., Jiang J. // Intermetallics. 2008. V. 16. P. 225. https://www.doi.org/10.1016/j.intermet.2007.09.009

  23. Schroeder V., Ritchie R. // Acta Mater. 2006. V. 54. P. 1785. https://www.doi.org/10.1016/j.actamat.2005.12.006

  24. Kawashima A., Kurishita H., Kimura H., Inoue A. // Mater. Trans. 2007. V. 48. P. 1969. https://www.doi.org/10.2320/matertrans.mrp2007085

  25. Kawashima A., Yokoyama Y., Inoue A. // Corros. Sci. 2010. V. 52. P. 2950. https://www.doi.org/10.1016/j.corsci.2010.05.007

  26. Yokoyama Y., Fujita K., Yavari A., Inoue A. // Philos. Mag. Lett. 2009. V. 89. P. 322. https://www.doi.org/10.1080/09500830902873575

  27. Иванов М.Б., Ерубаев Е.А., Кузьменко И.Н., Колобов Ю.Р. // Научные ведомости. Серия: Математика. Физика. 2013. № 26(169). Вып. 33. С. 152.

  28. Улиг Г.Г., Реви Р.У. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику. Л.: Химия, 1989. 456 с.

  29. Флорианович Г.М., Ларченко Е.А. // Электрохимия. 1995. Т. 31. № 11. С. 1227.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал