Российские ученые показали преимущества электрохимических методов при создании нанопокрытий

Результаты опубликованы в журнале Сoatings. Исследователи выделили следующие преимущества предлагаемых методов синтеза. Так, электролиз солевых расплавов дает возможность сравнительно легко регулировать структуру, толщину, пористость, шероховатость, размер зерна и текстуру гальванических покрытий и материалов. А большое количество доступных сред для синтеза расширяет применимость методов. В зависимости от целей электрохимический синтез покрытий может осуществляться как в водных, так и в безводных средах.

Параметры электроосаждения, определенные на лабораторном оборудовании, достаточно легко переносятся на промышленные масштабы. Требования к чистоте исходных реагентов при этом снижены, поскольку металлы очищаются в процессе электролиза. И синтезируемые в расплавах материалы будут иметь высокую чистоту. И, наконец, по сравнению с другими технологиями снижены эксплуатационные расходы, а стоимость электрохимического оборудования невелика.

В подтверждение ученые привели в пример свойства синтезированных карбидных покрытий и наноструктур, полученных в результате нескольких серий экспериментов. В частности, они получили каталитическое композицию «карбид молибдена на молибдене», которая способна эффективно осуществлять паровую конверсию CO и может найти применение в водородной энергетике. Другой пример применения таких покрытий – защита сталей от механического износа в агрессивной среде. Покрытия из карбидов хрома и тантала на промышленных ножах для измельчения резины увеличили их срок службы в два и 2,5 раза соответственно. А нанесение покрытий из карбида ниобия на детали нефтеперекачивающих насосов существенно увеличило их межремонтный интервал.

Другой пример применения электрохимических методов в расплавах солей — создание эффективных электрокатализаторов на основе композиций «карбид металла/углеродное волокно». Электрокатализаторы обладают рядом преимуществ перед «классическими» катализаторами. Так, например, варьируя величину электрического потенциала можно регулировать активность и селективность электрокатализатора. К тому же окислительно-восстановительные процессы идут на поверхности электрокатализатора. Это уменьшает количество реагентов или растворителей, что при промышленном применении поможет существенно снизить расходы. Ученые продемонстрировали, что синтезированные электрокатализаторы на основе карбидов тугоплавких металлов, нанесенных на углеродные волокна, обладают высокой активностью при разложении пероксида водорода.

Развитие электронной промышленности невозможно представить без современных наноразмерных материалов определенной структуры. Исследователи показали — с помощью предлагаемых методов можно синтезировать нанотрубки гексаборида гадолиния и наноиглы монооксида тантала, необходимые в современных электронных устройствах.  

КНЦ РАН

76 статей

Кольский научный центр Российской академии наук (бывший Кольский филиал Академии наук СССР) имени С. М. Кирова, объединение научных учреждений РАН на Кольском полуострове.

Показать больше