Выпуски УФМ »  Том 15, выпуск 2

Механохимическое окисление поверхности металлических сплавов под действием интенсивной пластической деформации

М. А. Васильев$^{1}$, С. М. Волошко$^{2}$, Л. Ф. Яценко$^{1}$

$^1$Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
$^2$Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Победы, 37, 03056 Киев, Украина

Получена: 21.06.2014. Скачать: PDF

Цель данного обзора заключается в рассмотрении протекания механохимических процессов, в частности механоокисления поверхности различных материалов при воздействии интенсивной пластической деформации. Рассмотрена природа механохимических реакций с образованием окисной плёнки при механическом воздействии, в частности в процессах трения и износа материалов. Показано, что повышение механохимической активации поверхностных слоёв металлических сплавов при разных видах механических воздействий связывают, прежде всего, с накоплением структурных дефектов (точечных дефектов, дислокаций), образованием ювенильных поверхностей, аморфных фаз и др. Установлен эффект механохимического взаимодействия кислорода с поверхностью титанового и алюминиевого сплавов при воздействии ультразвуковой ударной обработки на воздухе. Предложен механизм механохимического синтеза прочного оксидного слоя, а также исследована кинетика процессов окисления поверхности при данном виде интенсивной пластической деформации.

Ключевые слова: механохимия, механоокисление, металлические сплавы, интенсивная пластическая деформация, структурные дефекты.

PACS: 62.20.Qp, 62.23.St, 68.47.De, 81.20.Ev, 81.40.Lm, 81.65.Kn, 81.65.Mq

Citation: M. O. Vasiliev, S. M. Voloshko, and L. F. Yatsenko, Mechanochemical Oxidation of a Surface of Metal Alloys under the Impact of Severe Plastic Deformation, Usp. Fiz. Met., 15, No. 2: 79—100 (2014) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.15.02.079

Цитированная литература (55)  
  1. В. В. Зырянов, Успехи химии, 77, вып. 2: 107 (2008).
  2. В. В. Болдырев, Успехи химии, 75, вып. 3: 203 (2006).
  3. V. V. Boldyrev and K. Tkacova, Journal of Materials Synthesis and Processing, 8, No. 3/4: 121 (2000). Crossref
  4. П. Ю. Бутягин, Успехи химии, 63, вып. 12: 1031 (1994).
  5. Е. Г. Аввакумов, Механические методы активации химических процессов (Новосибирск: Наука: 1986).
  6. В. В. Болдырев, Механохимический синтез в неорганической химии (Новосибирск: Наука: 1991).
  7. В. В. Молчанов, Р. А. Буянов, Успехи химии, 69, вып. 5: 476 (2000).
  8. Г. Хайнике, Трибохимия (Москва: Мир: 1987).
  9. S. L. James, C. J. Adams, C. Bolm, D. Braga, P. Collier, T. Friscic, F. Grepioni, K. D. Harris, G. Hyett, W. Jones, A. Krebs, J. Mack, L. Maini, A. G. Orpen, I. P. Parkin, W. C. Shearouse, J. W. Steed, and D. C. Waddell, Chem. Soc. Rev., 41: 413 (2012). Crossref
  10. Н. В. Перцев, Е. Д. Щукин, Физика и химия обработки материалов, № 2: 35 (1970).
  11. P. Kar, K. Wang, and H. Liang, Electrochimica Acta, 53, No. 16: 5084 (2008). Crossref
  12. В. В. Болдырев, Экспериментальные методы в механохимии твердых неорганических веществ (Новосибирск: Наука: 1983).
  13. П. Ю. Бутягин, Успехи химии, 53, вып. 11: 1769 (1984).
  14. В. Г. Кулебакин, П. Ю. Бутягин, Применение механохимии в гидрометаллургических процессах (Новосибирск: Наука: 1988).
  15. А. А. Ильин, В. Ю. Курочкин, Н. Н. Смирнов, А. П. Ильин, Н. Е. Гордина, Материалы всероссийского семинара «Термодинамика поверхностных явлений и адсорбция» (2006), с. 43.
  16. Li-Li Wang and Ji-Sen Jiang, Physica B, 390: 23 (2007). Crossref
  17. В. В. Зырянов, Д. Н. Гаркунов, Триботехника (Москва: Машиностроение: 1985).
  18. Б. И. Костецкий, Л. И. Бершадский, Механохимические процессы при граничном трении (Москва: Наука: 1972).
  19. Б. И. Костецкий, И. Г. Носовский, А. К. Караулов, Л. И. Бершадский, Поверхностная прочность материалов при трении (Киев: Техника: 1976).
  20. Б. И. Костецкий, Фундаментальные закономерности трения и износа (Киев: РДЭНТП: 1981).
  21. V. V. Zyryanov, Science of Sintering, 37: 77 (2005). Crossref
  22. А. А. Ильин, В. Ю. Курочкин, А. П. Ильин, Н. Н. Смирнов, Ю. В. Флегонтова, Химия и химическая технология, 51, № 3: 33 (2008).
  23. V. V. Gorsky, A. N. Gripachevsky, V. V. Nemoshkalenko, A. N. Timoshevsky, O. N. Rasumov, and A. V. Vereshchak, Nanostructured Materials, 5, No. 6: 965 (1995). Crossref
  24. A. N. Timoshevsky, V. V. Gorsky, A. N. Gripachevsky, V. V. Nemoshkalenko, O. N. Rasumov, and A. V. Vereshchak, Nanostructured Materials, 5, No. 6: 976 (1995). Crossref
  25. М. А. Васильев, В. А. Тиньков, С. М. Волошко, В. С. Филатова, Л. Ф. Яценко, Металлофиз. новейшие технол., 34, № 5: 687 (2012).
  26. А. П. Бурмак, С. І. Сидоренко, М. О. Васильєв, С. М. Волошко, Наукові вісті НТУУ «КПІ», № 1: 57 (2013).
  27. А. С. Бай, Д. И. Лайнер, Е. Н. Слесарева, М. И. Цыпин. Окисление титана и его сплавов (Москва: Металлургия: 1970).
  28. М. А. Васильев, В. И. Беда, П. А. Гурин, Физиологический отклик на состояние поверхности металлических дентальных имплантатов (Львов: ГалДент: 2010).
  29. О. Кубашевский, Б. Гопкинс, Окисление металлов и сплавов (Москва: Металлургия: 1965).
  30. Э. М. Лазарев, З. И. Корнилова, Н. М. Федорчук, Окисление титановых сплавов (Москва: Наука: 1985).
  31. N. Cabrera and N. F. Mott, Rep. Prog. Phys., 12: 163 (1949). Crossref
  32. C. Wagner, Corrosion Science, 13: 23 (1973). Crossref
  33. М. Робертс, Чю Макки, Химия поверхности раздела металл–газ (Москва: Мир: 1981).
  34. J. Eckell, Elektrochem, 39: 433 (1933).
  35. В. К. Яцимирский, Н. И. Гиренкова, А. Ф. Хриенко, Журнал технической химии, XLIX, № 1: 100 (1975).
  36. J. de la Figuera, C. B. Carter, N. C. Bartelt, and R. Q. Hwang, Surface Science, 531: 29 (2003).
  37. А. Н. Латышев, М. И. Молоцкий, К. Б. Чибисов, ДАН СССР, 224, № 4: 880 (975).
  38. Дж. Томас, У. Томас, Гетерогенный катализ (Москва: Мир: 1969).
  39. Э. М. Гутман, Механохимия металлов и защита от коррозии (Москва: Металлургия: 1975).
  40. М. И. Молоцкий, В. Б. Малюгин, И. С. Суровцев, Поверхность. Физика, химия, механика, № 4: 12 (1983).
  41. М. И. Молоцкий, Кинетика и катализ, 20, № 6: 1451 (1979).
  42. М. И. Молоцкий, B. C. Ростовцев, Физ. тверд. тела, 24, № 9: 2564 (1982).
  43. В. Д. Нацик, Л. Г. Потемина, ЖЭТФ, 79, вып. 6, № 12: 2398 (1980).
  44. R. S. Mulliken, Nature, 122: 505 (1928). Crossref
  45. C. Schweitzer and R. Schmidt, Chemical Reviews, 103, No. 5: 1685 (2003). Crossref
  46. A. A. Krasnovsky, Jr., Membr. Cell Biology, 12, No. 5: 665 (1998).
  47. A. M. Tokmachev and A. L. Tchougreeff, J. Solid State Chem., 176: 633 (2003).
  48. M. Boronat and A. Corma, Catalysis Today, 169: 52 (2011).
  49. К. Б. Абрамова, А. И. Русаков, А. А. Семенов, И. П. Щербаков, Физ. тверд. тела, 40, № 6: 957 (1998).
  50. К. Б. Абрамова, А. А. Семенов, ЖТФ, 71, № 11: 48 (2001).
  51. К. Б. Абрамова, В. И. Веттегрень, И. П. Щербаков, С. Ш. Рахимов, В. Н. Светлов, ЖТФ, 69, вып. 12: 102 (1999).
  52. М. И. Молоцкий, Физ. тверд. тела, 20, № 6: 1651 (1978).
  53. А. Ф. Банишев, В. Я. Панченко, А. В. Шишков, ЖТФ, 73, вып. 5: 90 (2003).
  54. И. В. Крылова, Успехи химии, LV, вып. 12: 2138 (1976).
  55. B. N. Mordyuk and G. I. Prokopenko, J. Sound Vibration, 308: 855 (2007).
Цитируется (1)
  1. M. O. Vasylyev, B. M. Mordyuk, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko et al., Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 39, 49 (2017).

© 2013–2018 «ИМФ НАН Украины»