Институт химии Дальневосточного отделения РАН, Владивосток, Россия:

С. В. Гнеденков, профессор, зам. директора по научной работе, зав. отделом электрохимических систем и процессов модификации поверхности
С. Л. Синебрюхов, доцент, зав. лабораторией нестационарных поверхностных процессов
Д. В. Машталяр, ст. науч. сотр., лаборатория композиционных покрытий биомедицинского назначения
И. M. Имшинецкий, мл. науч. сотр., лаборатория композиционных покрытий биомедицинского назначения, эл. почта: igorimshin@gmail.com

С использованием методов плазменного электролитического оксидирования и электрофоретического осаждения ультрадисперсного политетрафторэтилена разработаны способы формирования защитных композиционных покрытий на магниевых сплавах с целью повышения их коррозионной стойкости и снижения износа. Проведено комплексное исследование электрохимических, трибологических характеристик и морфологических особенностей полученных композиционных покрытий на сплаве МА8 (система Mg – Mn – Ce). Установлено, что полимерсодержащие покрытия, полученные в суспензии с концентрацией частиц 30 г/л, снижают плотность тока коррозии на три порядка (I_с = 2,0·10^–10 А/см²), а значение поляризационного сопротивления увеличивают на три порядка (RП = 2,7·10⁸ Ом·см²) по сравнению с базовым ПЭО-покрытием. Тенденция изменения значений максимума фазового угла к большим значениям с увеличением концентрации полимера свидетельствует об улучшении защитных характеристик покрытий. Согласно анализу результатов, увеличение концентрации полимерного порошка в растворе до 30 г/л приводит к увеличению сопротивления как пористой, так и беспористой части покрытия. Это обусловлено введением большего количества полимера в поверхностный пористый слой покрытия, что позволяет при предложенных условиях термической обработки сделать поверхностный слой полимера более однородным. Однако введение в состав электролита ультрадисперсного политетрафторэтилена в концентрации, превышающей 30 г/л, приводит к ухудшению защитных характеристик композиционного слоя. Присутствие ультрадисперсного политетрафторэтилена в составе композиционного покрытия положительно сказывается также на антифрикционных свойствах образцов. Слой политетрафторэтилена выступает в качестве сухой смазки. При этом наилучшее значение износа снижается на два порядка (1,2·10^–6 мм³/(Н·м)) по сравнению с базовым покрытием, нанесенным с помощью плазменного электролитического оксидирования.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (№ 14-33-00009) и Правительства РФ (Федерального агентства научных организаций).

1. Wang L. X., Fang G., Leeflang M. A. et al. Constitutive behavior and microstructure evolution of the as-extruded AE21 magnesium alloy during hot compression testing. Journal of Alloys and Compounds. 2015. Vol. 622. pp. 121–129.

2. Pardo A., Merino M. C., Coy A. E. et al. Corrosion behavior of magnesium/aluminium alloys in 3.5wt.% NaCl. Corrosion Science. 2008. Vol. 50, No. 3. pp. 823–834.
3. Liang J., Hu L., Hao J. Characterization of microarc oxidation coatings formed on AM60B magnesium alloy in silicate and phosphate electrolytes. Applied Surface Science. 2007. Vol. 253, No. 10. pp. 4490–4496.
4. Tang H., Sun Q., Xin T., et al. Influence of Co(CH₃COO)₂ concentration on thermal emissivity of coatings formed on titanium alloy by micro-arc oxidation. Current Applied Physics. 2012. Vol. 12, No. 1. pp. 284–290.
5. Verdier S., Boinet M., Maximovitch S. et al. Formation, structure and composition of anodic films on AM60 magnesium alloy obtained by DC plasma anodising. Corrosion Science. 2005. Vol. 47, No. 6. pp. 1429–1444.
6. Gnedenkov S. V., Sinebryukhov S. L., Mashtalyar D. V. et al. Composite polymer-containing protective coatings on magnesium alloy MA8. Corrosion Science. 2014. Vol. 85. pp. 52–59.
7. Ghalmi Z., Farzaneh M. Durability of nanostructured coatings based on PTFE nanoparticles deposited on porous aluminum alloy. Applied Surface Science. 2014. Vol. 314. pp. 564–569.
8. Zhang D., Dong G., Chen Y. et al. Electrophoretic deposition of PTFE particles on porous anodic aluminum oxide film and its tribological properties. Applied Surface Science. 2014. Vol. 290. pp. 466–474.
9. Gnedenkov S. V., Sinebryukhov S. L. Electrochemical Impedance Spectroscopy of Oxide Layers on the Titanium Surface. Russian Journal of Electrochemistry. 2005. Vol. 41, No. 8. pp. 858–865.