ЛОКАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ АНОДНО-МОДИФИЦИРОВАННЫХ Ag,Pd-СПЛАВОВ
Аннотация
Локальные характеристики шероховатости поверхности поликристаллических твердых растворов системы Ag-Pd (4 и 8 ат.% Pd) после их потенциостатического электрохимического селективного растворения в кислой нитратной водной среде определены с помощью сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии. Качественный анализ СЭМ- и АСМ-микрофотографий подтверждает существенное морфологическое развитие поверхности Ag,Pd-сплавов из-за образования пор и трещин, вызванного избирательным вытравливанием электроотрицательного компонента (серебра) и перекристаллизацией электроположительного компонента (палладия) в собственную высокоразвитую фазу. Количественным анализом АСМ-данных определены численные значения основных характеристик локальной шероховатости анодно-модифицированных сплавов. Отрицательное значение коэффициента поверхностной асимметрии указывает на образование глубоких полостей во время процесса селективного растворения. Средняя микро- и наношероховатость поверхности сплавов Ag4Pd и Ag8Pd не зависит от размера зоны АСМ-сканирования, если он превышает несколько десятков микрометров, а также увеличивается с анодным потенциалом и электрическим зарядом электрохимической модификации. Данный эффект можно объяснить существенным повышением скорости анодного растворения серебра из сплавов в закритической области анодной поляризации, что приводит к образованию более глубоких поверхностных дефектов. Увеличение средней высоты неровностей поверхности со временем модификации подчиняется закону квадратного корня, что косвенно подтверждает нестационарную диффузионную кинетику процесса селективного растворения. Варьирование анодного потенциала и электрического заряда позволяет оптимизировать условия электрохимического синтеза электродных Ag,Pd-материалов с заданными значениями среднеарифметической и среднеквадратичной шероховатости. В предположении, что микропрофиль поверхности Ag,Pd-сплавов описывается гармонической синусоидальной функцией, подтверждена линейная зависимость фактора шероховатости от времени селективного растворения.
Скачивания
Литература
2. Landolt D. Corrosion and Surface Chemistry of Metals. EPFL Press, 2007, 632 p.
3. Kaesche H. Corrosion of Metals. Physicochemical Principles and Current Problems. Berlin, Springer-Verlag, 2003, 601 p.
4. Marshakov I. K., Vvedenskii A. V., Kondrashin V. Yu., Bokov G. A. Anodnoe rastvorenie i selektivnaya korroziya splavov [Anodic Dissolution and Selective Corrosion of Alloys]. Voronezh, VSU Publ., 1988, 208 p. (in Russ.)
5. Zhang Z., Wang Y., Qi Z., Somsen C., Wang X., Zhao C. J. Mater. Chem., 2009, vol. 19, p. 6042-6050. DOI: https://doi.org/10.1039/B904052H
6. Kong Q., Lian L., Liu Y., Zhang J., Wang L., Feng W. Microporous and Mesoporous Materials, 2015, vol. 208, no. 5, pp. 152-159. DOI: https://doi.org/10.1039/B904052H 10.1016/j.micromeso.2015.01.017
7. Zhang Z., Wang Y., Qi Z., Zhang W., Qin J., Frenzel J. J. Phys. Chem. C, 2009, vol. 113, no. 29, pp. 12629-12636. DOI: https://doi.org/10.1039/B904052H 10.1021/jp811445a
8. Yeh W. J., Chava S. J. Vac. Sci. Tech. B: Microelectronics and Nanometer Structures, 2009, vol. 27, no. 2, pp. 923-927. DOI: https://doi.org/10.1039/B904052H 10.1116/1.3032903
9. Erlebacher J., Aziz M. J., Karma A., Dimitrov N., Sieradzki K. Nature, 2001, vol. 410, no. 6827, pp. 450-453. DOI: https://doi.org/10.1039/B904052H 10.1038/35068529
10. Detsi E., Schootbrugge M., Punzhin S., Onck P.R., Hosson J. T. M. Scripta Materialia, 2011, vol. 64, pp. 319-322. DOI: https://doi.org/10.1039/B904052H 10.1016/j.scriptamat.2010.10.023
11. Hakamada M., Mabuchi M. Materials Transactions, 2009, vol. 50, no. 3, p. 431-435. DOI: https://doi.org/10.1039/B904052H 10.2320/matertrans.MBW200825
12. Bard A. J., Faulkner L. R. Electrochemical Methods. Fundamentals and Applications. New York, J. Wiley&Sons, 2000, 856 p.
13. McNaught A. D., Wilkinson A. Compendium of Chemical Terminology. The Gold Book. New York, Blackwell Science, 1997, 464 p.
14. Trasatti S., Petrii O. A. Pure Appl. Chem., 1991, vol. 63, no. 5, pp. 711-734. DOI: https://doi.org/10.1039/B904052H 10.1351/pac199163050711
15. Arutyunov P. A., Tolstikhina A.L., Demidov V. N. // Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov [Industrial laboratory. Diagnostics of materials], 1999, vol. 65, no. 9, pp. 27-37. (in Russ.)
16. Kozaderov O. A., Dorokhov A. V., Vvedenskii A. V. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 2012, vol. 48, no. 4, pp. 411-418. DOI: https://doi.org/10.1039/B904052H 10.1134/S2070205112040089
17. Shcheblykina G. E., Bobrinskaya E. V., Vvedenskii A. V. Protection of Metals, 1998, vol. 34, no. 1, pp. 6-9. (in Russ.)
18. Kozaderov O. A. Diss. doct. chem. nauk. Voronezh, 2016. 361 p. (in Russ.)
19. Tong W. M., Williams R. S. Ann. Rev. Phys. Chem., 1994, vol. 45, pp. 401-438. DOI: https://doi.org/10.1039/B904052H 10.1146/annurev.pc.45.100194.002153
20. Collins G. W., Letts S. A., Fearon E. M., McEachern R. L., Bernat T. P. Phys. Rev. Lett., 1994, vol. 73, no. 5, pp. 708-711. DOI: https://doi.org/10.1039/B904052H 10.1103/PhysRevLett.73.708
21. Kozaderov O. A., Vvedenskii A. V. Massoperenos i fazoobrazovaniye pri anodnom selektivnom rastvorenii gomogennykh splavov [Mass transfer and phase formation during anodic selective dissolution of homogeneous alloys]. Voronezh, Nauchnaya kniga Publ., 2014, 288 p. (in Russ.)
22. Ikonnikova E. V, Grechkina M. V, Kozaderov O. A. Proceedings of Voronezh State University. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy, 2014, no. 1, pp. 34-37. Available at: http://www.vestnik.vsu.ru/pdf/chembio/2014/01/2014-01-06.pdf (in Russ.)
