Физикохимия поверхности и защита материалов

Проведено сравнительное исследование адсорбционного поведения метана, этана, пропана и н-бутана на супермикропористом адсорбенте ACW с высоким объемом микропор (1.44 см³/г) и широким распределением пор по размерам. Изотермы адсорбции газов измерены объемно-весовым методом при температурах 303, 313, 323 и 333 К в интервалах давлений метана (0.1–40 МПа), этана – (0.01–3.8 МПа), пропана – (0.01–0.9 МПа), н-бутана – (0.01–0.19) МПа). Методом IAST рассчитана адсорбция бинарных смесей СН₄/С₂Н₆, СН₄/С₃Н₈, CН₄/Н₁₀ при содержании компонентов 98/2, 95/5, 92/8 и 90/10 мол.% соответственно. Проведена оценка потенциальной селективности адсорбента ACW в процессах адсорбционного разделения газов для их дальнейшего использования.

Рассмотрены уравнения псевдо-первого и псевдо-второго порядка, используемые для описания кинетики адсорбции в растворах. Показано, что они являются в основном эмпирическими аппроксимирующими формулами. На основе математической аналогии с изотермами адсорбции предложены новые выражения для аппроксимации кинетических адсорбционных кривых. Выполнен молекулярно-кинетический анализ мономолекулярной адсорбции в растворах. Получена новая модель данного процесса, учитывающая влияние температуры, гидродинамики и других факторов на его кинетику. Как следствие, из предложенной модели вытекает уравнение Ленгмюра и ряд выражений, позволяющих рассчитать величину равновесной адсорбции, а также оценить параметры адсорбционного процесса по данным о его кинетике. Показано, что интегральная форма уравнения псевдо-второго порядка также является одним из следствий предложенной молекулярно-кинетической модели. Проведено сравнение с опубликованными в литературе экспериментальными данными по кинетике адсорбции в растворах.

Покрытия Ta-Si-С-(N) были получены методом магнетронного распыления мишени TaSi₂-30%SiC в среде Ar, N₂ и газовой смеси Ar + 15%N₂. Изучены структура и механические характеристики покрытий; особое внимание уделено исследованию трибологических свойств покрытий в условиях жидкостного трения. Результаты показали, что покрытия обладают плотной малодефектной нанокомпозитной структурой. Основной структурной составляющей покрытия Ta-Si-C являлась фаза TaC. Введение в азот состав газовой среды способствовало формированию фазы Ta(C,N). В покрытии, осажденном в N₂, преобладающей являлась фаза на основе нитрида кремния. Увеличение концентрации азота приводило к снижению твердости с 27 до 16 ГПа и модуля упругости с 265 до 160 ГПа. Покрытия обладали коэффициентом трения на уровне 0,12–0,13. Минимальным приведенным износом 6,1∙10^–6 мм³ Н^–1 м^–1 характеризовалось покрытие, полученное в среде Ar + 15%N₂.

В работе предложен способ повышения коррозионной устойчивости титанового сплава, основанный на его поляризации переменным током инфранизкой частоты в электролите состава: 1 г/л PdCl₂ + 1.0 M NaCl. Методами растровой электронной микроскопии и Оже-спектроскопии показано, что во всех областях анализа на поверхности модифицированного образца обнаружены частицы новой фазы – элементного палладия с размером частиц в диапазоне 0.050 ÷ 0.500 мкм. Кроме того, для оценки противокоррозионных свойств поверхностно-легированного образца титанового сплава проведены ускоренные коррозионные испытания в среде концентрированной HCl (5.0 М). Существенное смещение значений потенциала в область более положительных значений (до 300 мВ) исследуемого образца титанового сплава с локальным покрытием косвенно свидетельствует о повышении его коррозионной устойчивости.

В обзоре представлены классификация, характеристики и ассортимент разработанных и применяемых в аппликационной терапии сорбентов, раневых покрытий различной природы. Продемонстрированы новые тенденции и разработки материалов для вульнеросорбции на углеродной основе.

Рассматриваются методические вопросы применения спектроскопии аннигиляции позитронов (АП) в контроле атомно-электронной и дефектной структуры деформированных металлических смесей. С одной стороны, данный метод, как и многие другие сложные методы определения атомно-электронного строения, структуры и характеристик дефектов, требует специалистов не только для проведения самих измерений, но и для анализа исходных экспериментальных данных. С другой стороны, для понимания результатов аннигиляционной спектроскопии и их значения с точки зрения свойств материалов не требуется какой-либо специальной подготовки, кроме нескольких базовых понятий, которые представлены в настоящей работе. В работе приведено описание метода на примере исследования атомно-электронных свойств смесей порошков алюминия и меди после интенсивной пластической деформации (ИПД) в наковальнях Бриджмена. Поскольку окисление металлов так же, как ИПД, часто связано с формированием и диффузией вакансий, предположено, что метод аннигиляции позитронов может быть чувствителен к вакансионному составу ИПД-деформированных порошков, связанному с их химической активностью.