Композиционные покрытия на магниевом сплаве, формируемые на базе ПЭО-слоя с использованием неорганических и органических наночастиц тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат наук Имшинецкий, Игорь Михайлович

• Имшинецкий, Игорь Михайлович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Имшинецкий, Игорь Михайлович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

1.1 Формирование защитных покрытий на магнии и его сплавах

1.1.1 Гальванизация

1.1.2 Метод формирования конверсионных покрытий

1.1.3 Анодирование

1.1.4 Плазменное электролитическое оксидирование

1.2 Модифицирование ПЭО-покрытий наноразмерными материалами

1.3 Применение наноразмерных материалов

1.4 Анализ литературных данных и постановка цели исследования

ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Характеристика используемых материалов

2.1.1 Подготовка образцов

2.1.2 Изготовление металлографических шлифов

2.1.3 Используемые наноматериалы

2.1.4 Подготовка электролитов

2.2 Способы формирования покрытий на базе ПЭО

2.2.1 Установка ПЭО

2.2.2 Формирование композиционных покрытий, содержащих неорганические наночастицы

2.2.3 Формирование композиционных полимерсодержащих покрытий

2.3 Методы исследования поверхности

2.3.1 Исследования состава и морфологии покрытий

2.3.2 Электрохимические исследования

2.3.3 Определение микротвердости и упругопластических свойств оксидных слоев

2.3.4 Исследование адгезионных характеристик покрытий

2.3.5 Трибологические испытания

2.3.6 Измерение контактного угла

ГЛАВА 3 ФОРМИРОВАНИЕ ПОКРЫТИЙ МЕТОДОМ ПЛАЗМЕННОГО ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ОКСИДИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОЧАСТИЦ

3.1 Влияние условий приготовления суспензий на седиментационную устойчивость дисперсных систем

3.2 Формирование композиционных покрытий

3.2.1 Покрытия, содержащие наночастицы 7г02 и SiO2

3.2.2 Композиционные покрытия, содержащие наночастицы ТК

ГЛАВА 4 ФОРМИРОВАНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРСОДЕРЖАЩИХ ПОКРЫТИЙ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ

4.1 Разработка электролита для электрофоретического формирования полимерсодержащего покрытия с учетом значения электрокинетического потенциала и гидродинамического диаметра частиц

4.2 Формирование и исследование защитных характеристик формируемых композиционных полимерсодержащих покрытий

ВЫВОДЫ

Список используемой литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Композиционные покрытия на магниевом сплаве, формируемые на базе ПЭО-слоя с использованием неорганических и органических наночастиц»

ВВЕДЕНИЕ

Магний - один из самых распространенных металлов в земной коре, его содержание в ней достигает 2,5 %. В природе из-за высокой химической активности он встречается только в виде соединений, особенно часто в горных районах и морской воде. Несмотря на широкое распространение соединений магния в земных породах, как отдельный металл он был классифицирован Д. Блэком только в ХУШ в., а в чистом виде получен А. Бюсси в XIX в.

В начале XXI в. значительно возрос интерес к магниевым сплавам.

-5

Основными их достоинствами являются низкая плотность (около 2,0 г/см ), высокая удельная прочность (предел прочности материала, отнесенный к его плотности), высокие значения удельного модуля упругости (отношение модуля Юнга к удельному весу) и высокие демпфирующие свойства (способность к поглощению энергии вибрации). Эти качества в сочетании с легкостью обработки, литья, формования и переработки делают магниевые сплавы перспективными для обширного круга задач.

Добыча магния в мире с 2004 по 2014 г. удвоилась и превысила 1 млн т в год, а цена на магний на международном рынке снизилась до уровня ~ 2000 долл. за тонну, что всего на 20-25 % выше цены на алюминий [1, 2]. Он находит применение в различных отраслях промышленности, особенно широко в аэрокосмической и автомобильной. Магниевые сплавы могут помочь в решении таких сложных задач, как снижение расхода топлива и повышение экологической чистоты данных видов транспорта. Дополнительный интерес к магниевым сплавам подогревает взрывной рост объемов выпуска портативной электроники в последние 10 лет. Корпуса и детали ноутбуков, сотовых телефонов, фотоаппаратов, видеокамер, наручных часов и других аксессуаров зачастую должны противостоять достаточно сильному внешнему воздействию и при этом сохранять свои потребительские функции и привлекательный внешний вид. Главным конкурентом здесь выступают различные пластмассы, однако они не всегда могут соответствовать предъявляемым требованиям. В то же время

проблемы, связанные с низкой коррозионной устойчивостью и износостойкостью магниевых сплавов, нельзя считать решенными.

Существует множество способов повысить антикоррозионные и механические свойства изделий из сплавов. В настоящее время для защиты магниевых сплавов от внешнего воздействия применяют различные методики создания покрытий на поверхности обрабатываемого материала. Одним из активно развивающихся является формирование поверхностных слоев методом плазменного электролитического оксидирования (ПЭО). Данный метод широко распространен в промышленности, благодаря результатам научных исследований, проводимых в мире. Последние 20 лет ПЭО активно изучается и внедряется в практику сотрудниками Института химии ДВО РАН. Воздействие на металлы и сплавы в электролитах электрическими разрядами является эффективным методом получения поверхностных керамикоподобных структур разнообразного химического состава и назначения [3-9]. Покрытие формируется протеканием совокупности электрохимических реакций и процессов при взаимодействии элементов обрабатываемого материала и электролита в результате реализации плазменных микроразрядов на границе раздела электрод/электролит.

ПЭО-покрытия, обладая хорошей адгезией к подложке и развитой поверхностью, могут служить основой для создания композиционных слоев. Одним из способов модификации поверхности является введение наночастиц в состав электролита для плазменного электролитического оксидирования. В настоящее время наноматериалы широко применяются в различных отраслях промышленности, их свойства позволяют создавать материалы, сочетающие в себе уникальные характеристики. Такие материалы востребованы в микроэлектронике, медицине, авиастроении, космических исследованиях и множестве других областей современной науки и производства.

Модификация поверхности с применением наночастиц позволяет получить ПЭО-покрытия с комплексом качественно новых практически значимых физико-химических свойств (антикоррозионных, антинакипных, антифрикционных, износостойких, магнитоактивных, биоактивных) [10-16], обеспечивающих

широкий спектр практического использования обрабатываемых функциональных и конструкционных материалов.

Актуальность темы исследования обусловлена необходимостью разработки современных надежных методов модификации поверхности магниевых сплавов с целью создания новых композиционных покрытий, расширяющих область практического использования обрабатываемых материалов. Данное направление исследований является приоритетным и актуальным в развитии современной науки о материалах.

Степень разработанности темы исследования. Анализ литературных данных показал, что, несмотря на большой объем работ, посвященных проблеме модификации поверхности магниевых сплавов, многие вопросы, связанные с формированием композиционных покрытий на базе ПЭО-слоев с использованием полимерных и неорганических наноматериалов, остаются незатронутыми либо слабоосвещенными. Практически нет информации о механизме и закономерностях процессов, протекающих при подготовке дисперсных электролитических систем, а также о влиянии наночастиц на свойства ПЭО-покрытий на сплавах магния, относящихся к системе Mg-Mn-Ce.

Цель данной диссертационной работы заключалась в разработке способов формирования на сплаве магния композиционных практически значимых покрытий с использованием метода плазменного электролитического оксидирования и наноразмерных полимерных, а также неорганических материалов, в установлении взаимосвязи между условиями формирования, составом, морфологической структурой, коррозионными, механическими свойствами получаемых слоев.

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи: - разработать устойчивые электролитические системы, содержащие наноразмерные материалы, проанализировать зависимость параметров стабильности этих систем от состава, размеров нанообъектов, а также от условий проведения экспериментов;

- разработать и оптимизировать режимы и условия формирования композиционных покрытий на сплавах магния для конкретных электролитических систем, содержащих наноразмерные полимерные и неорганические частицы;

- установить и изучить взаимосвязь между режимами формирования и составом, морфологией, электрохимическими, механическими свойствами поверхностных слоев на магниевом сплаве.

Научная новизна:

- впервые разработаны электролитические системы сложного состава, содержащие органические (ультрадисперсный политетрафторэтилен - УПТФЭ) и неорганические ^Ю2, SiO2, частицы и предназначенные для формирования на сплаве магния МА8 композиционных слоев, улучшающих защитные свойства обрабатываемой поверхности;

- разработан способ формирования композиционных наноструктурированных покрытий на сплаве магния МА8 с использованием плазменного электролитического оксидирования в электролитах, содержащих частицы оксида циркония, оксида кремния и нитрида титана, что обеспечивает улучшение механических и антикоррозионных характеристик обрабатываемого материала; установлена зависимость электрохимических и механических свойств полученных слоев от химического состава и концентрации наночастиц, вводимых в электролит;

- впервые разработан метод формирования на магниевом сплаве МА8 композиционного полимерсодержащего покрытия, заключающийся в обработке материала плазменным электролитическим оксидированием и последующим электрофоретическим осаждением ультрадисперсного политетрафторэтилена из водной суспензии, что позволяет повысить защиту магниевого сплава от коррозии и износа; установлена взаимосвязь условий электофоретического формирования покрытий с их коррозионными и механическими свойствами.

Теоретическая и практическая значимость:

- установлены закономерности между условиями формирования, составом электролитических систем, содержащих наноразмерные частицы, и физико-химическими свойствами формируемых композиционных покрытий, что расширяет теоретические представления о возможностях электрохимических способов модификации поверхности металлов и сплавов;

- с использованием неорганических наночастиц разработан практически значимый способ формирования композиционных защитных покрытий на сплаве магния МА8, повышающих микротвердость и износостойкость поверхностных слоев более чем в 2 раза и снижающих плотность тока коррозии до 2 раз по сравнению с ПЭО-покрытиями, полученными в электролитах без использования наноматериалов;

- разработан способ нанесения композиционных полимерсодержащих защитных слоев, повышающий износостойкость в 30 раз, а антикоррозионные характеристики на 3 порядка относительно базового ПЭО-покрытия. Способ существенно расширяет область практического применения магниевых сплавов.

Данные виды поверхностных слоев перспективны для использования в аэрокосмической, автомобильной и других отраслях промышленности с целью защиты от коррозии и повышения механических свойств поверхности.

Методология и методы исследования. В диссертационной работе использовались современные методы определения фазового, элементного состава покрытий и исследования физико-химических свойств поверхности, включая потенциодинамическую поляризацию, электрохимическую импедансную спектроскопию, динамическую микротвердометрию, скретч-тестирование, сканирующую электронную микроскопию, фотонную корреляционную спектроскопию, метод сидячей капли и методику проведения трибологических испытаний. В работе представлены методики формирования композиционных покрытий, созданных на основе исходного ПЭО-слоя и содержащих неорганические и органические наноматериалы.

Основные положения, выносимые на защиту:

- закономерности процессов формирования композиционных покрытий на сплаве магния МА8 в дисперсных электролитических системах, содержащих органические и неорганические наночастицы;

- способ формирования композиционных слоев, включающих в свой состав наночастицы оксида циркония, оксида кремния и нитрида титана, улучшающих механические и электрохимические свойства изделий из магниевых сплавов;

- способ формирования, с использованием методов плазменного электролитического оксидирования и последующего электрофоретического осаждения, композиционных полимерсодержащих покрытий, повышающих износостойкость и антикоррозионные свойства обрабатываемого магниевого сплава.

Апробация работы. Общее содержание диссертации и основные экспериментальные результаты были представлены на следующих научных, научно-технических конференциях: Всероссийская молодежная конференции «Физика и химия наноразмерных систем» (Екатеринбург, Россия, 2012); Научно-практическая конференция студентов, аспирантов ДВФУ (ДВФУ, Владивосток, 2012); Second Asian School-Conference on physics and technology of nanostructured materials (ASCO-NANOMAT, Vladivostok, Russia, 2013); 4-я Международная конференция HighMatTech (Киев, Украина, 2013); X Российская ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов «Физико-химия и технология неорганических материалов» (ИМЕТ РАН, Москва, Россия, 2013); 8-я Международная конференция «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий» (Киев, Украина, 2014); VI Международная научная конференция «Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии» (ИХР РАН, Иваново, Россия, 2014); Conference & Exhibition «Science and Applications of Thin Films» (Izmir, Turkey, 2014); Russian-Taiwanese symposium «Polymers as a basis for advanced materials» (MSU, Moscow, Russia, 2014); X Международная научная конференция по

гидроавиации (ВИАМ, Геленджик, Россия, 2014); European corrosion congress (EUROCORR-2014, Pisa, Italy, 2014); II Всероссийская научно-техническая конференция «Роль фундаментальных исследований при реализации Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» (ВИАМ, Москва, Россия, 2015); «Фундаментальные исследования и последние достижения в области литья, деформации, термической обработки и защиты от коррозии алюминиевых сплавов» (ВИАМ, Москва, Россия, 2015); Third Asian School-Conference on physics and technology of nanostructured materials (ASCO-NANOMAT, Vladivostok, Russia, 2015); Международная научно-техническая конференция «Полимерные композиты и трибология» (Поликомтриб-2015, Гомель, Беларусь, 2015); 29th International Conference on Surface Modification Technologies (SMT29, Copenhagen, Denmark, 2015); X Всероссийская конференция, приуроченная к 100-летию со дня рождения члена-корреспондента АН СССР Ю.В. Гагаринского «Химия фтора» (Томск, Россия, 2015); XX Менделеевский съезд по общей и прикладной химии (Екатеринбург, Россия, 2015); 5th International Conference on electrochemical and plasma electrolytic modification of metal surfaces (PET-2016, Kostroma, Russia, 2016).

Публикации. По результатам проведенных исследований самостоятельно и в соавторстве опубликована 31 печатная работа, в том числе 1 0 статей в рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК, один патент, 19 материалов конференций.

Личный вклад автора. Соискателем выполнен анализ литературных данных по теме исследования, проведена основная часть экспериментов, обработаны и проанализированы полученные данные, принято участие в обсуждении полученных результатов, написании научных статей, выступлениях с докладами на конференциях. Экспериментальные исследования по формированию покрытий, содержащих наноразмерные материалы, проведены под научным руководством к.т.н., с.н.с. Д.В. Машталяра. Исследования состава и морфологии поверхности выполнены при участии сотрудников Института химии ДВО РАН.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертация соответствует специальности 02.00.04 - физическая химия в пунктах: 5 («Изучение физико-химических свойств систем при воздействии внешних полей, а также в экстремальных условиях высоких температур и давлений»), 11 («Физико-химические основы химической технологии»).

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы. Содержание диссертации изложено на 119 страницах машинописного текста, содержит 21 таблицу, 46 рисунков. Список литературы включает 148 наименований.

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

1.1 Формирование защитных покрытий на магнии и его сплавах

Магний без легирующих добавок обладает относительно невысокими конструкционными свойствами, он характеризуется низкой прочностью, высокой ползучестью, анизотропией и высокой коррозионной активностью. Некоторые из этих недостатков можно компенсировать путем легирования различными элементами. Это позволяет значительно повысить механические характеристики, но не решает другой важной проблемы - высокой скорости коррозии. Более того, интерметаллические соединения в сплавах образуют локальные катодные и анодные участки, которые выступают в роли гальванопар, что в несколько раз увеличивает скорость коррозионных разрушений а-фазы магния [17-20].

Для снижения влияния интерметаллических фаз при производстве сплавов необходимо применять магний высокой чистоты, поскольку примеси тяжелых металлов, таких как железо, никель и медь, усиливают коррозионную активность. Метод плакирования поверхности чистым металлом, активно применяемый для защиты алюминиевых сплавов, не получил развития при использовании магния.

Единственным по-настоящему эффективным способом защиты магниевых сплавов от коррозии является нанесение защитных покрытий. Данный метод позволяет практически полностью изолировать изделия из сплавов от внешнего воздействия, а также значительно изменить физические и химические свойства поверхности, придать ей дополнительные функциональные свойства. Для обеспечения надежной защиты покрытия должны соответствовать следующим требованиям: иметь хорошую адгезию к металлической подложке, обладать износостойкостью, быть равномерными и не иметь сквозных пор [21-24].

К настоящему времени разработаны десятки методов создания защитных пленок, ниже представлены некоторые из них.

1.1.1 Гальванизация

Одним из наиболее экономически эффективных и простых методов нанесения металлического покрытия на подложку является гальваническое осаждение. Первые гальванические покрытия на магнии были запатентованы компанией Dow Chemical еще в начале 1940-х годов [25, 26] и с тех пор достаточно широко используются в промышленности.

Данный метод позволяет изменять свойства поверхности заготовки с целью повышения коррозионной стойкости и износостойкости, повышения электропроводности или создания декоративного внешнего вида. Формирование таких покрытий включает подготовку поверхности образцов и непосредственно нанесение покрытия. Подготовка поверхности является наиболее длительным и сложным этапом ввиду высокой реакционной способности магния. Из-за быстрого окисления в водных средах прямое нанесение металлов на поверхность невозможно, требуется создание дополнительного промежуточного слоя, который будет защищать магний от коррозии и при этом проводить ток. Наиболее пригодны для реализации этих целей никель, цинк и медь [27-30]. Их наносят посредством гальванического и химического осаждения или плазменного напыления.

Авторами работы [29] сформировано медное покрытие на магниевом сплаве NZ30K (масс. %: Nd - 3,02, Zn - 0,26, Zr - 0,41, Mg - остальное). Для повышения адгезии и защиты магния от коррозии использовался промежуточный слой, состоящий из цинка. При общей толщине покрытия около 12 мкм (Cu - 8,5; Zn -3,5 мкм) плотность тока коррозии снизилась более чем на порядок, до 1Д740-6

Л

А/см , а значение потенциала свободной коррозии значительно возросло, до -0,22

_С Л

В, по сравнению с необработанным сплавом (2,16-10 А/см2, -1,70 В), при этом покрытие сохраняло свои защитные свойства в агрессивной среде в течение 60 ч.

В работе [31] показано влияние предварительной обработки поверхности сплава AZ31 (масс. %: Al - 3,1, Zn - 0,63, Mn - 0,13, Mg - остальное) на адгезию и электрохимические свойства гальванических никелево-медных покрытий. Часть образцов после абразивной обработки подвергли электротравлению, что

позволило избавиться от поверхностной оксидной пленки, это значительно увеличило равномерность нанесения медного подслоя и его адгезию (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Распределение элементов по поперечному шлифу покрытий: а - при механической обработке поверхности, б - при гальваническом травлении поверхности [31]

Медный подслой является промежуточным звеном при нанесении защитных покрытий, его основными задачами являются увеличение адгезивной прочности наносимых слоев. Для повышения антикоррозионных свойств наносился дополнительный никелевый слой, который позволил снизить

_с Л

плотность тока коррозии на 2 порядка, до 2-10 А/см , по сравнению с

_-5 л

необработанным сплавом (2-10 А/см ). Нанесение медного подслоя уменьшает количество операций при подготовке поверхности магниевых сплавов, а также позволяет использовать более широкий спектр электролитов для нанесения защитных покрытий.

Для значительного улучшения механических характеристик изделий используют покрытия на базе хрома [32, 33]. Покрытие из хрома толщиной всего 1 мкм на поверхности медного гальванического слоя снижает показатель износа образцов почти в 10 раз и увеличивает микротвердость в 3 раза (с 75 до 230 ну) [33], а при увеличении толщины слоя до 20 мкм и нагреве в восстановительной атмосфере показатель износа снижается в 30 раз по сравнению с чистым сплавом, а микротвердость повышается до 1000 ну [32].

На поверхности гальванических покрытий возможно формирование дополнительных слоев для придания функциональных свойств готовым изделиям. Авторы работы [34] сформировали гидрофобный слой на поверхности никель-кобальтового покрытия на сплаве А79Ш (масс. %: А1 - 8,77, - 0,74, Мп - 0,15, М^ - остальное). Для придания гидрофобности образцы с осажденным гальваническим покрытием опускали на 5 мин в 0,02 М спиртовой раствор стеариновой кислоты, промывали деионизированной водой и сушили в потоке холодного воздуха. Значение угла смачивания у полученного покрытия увеличилось до 167,3 ± 1,3° по сравнению с 116,3 ± 1,4° у гальванического слоя, при этом значение угла скатывания было около 1°. Гидрофобные свойства покрытий сохранялись даже через сутки выдержки как в кислотной, так и в щелочной средах, а поверхность приобретала свойства самоочищения [34].

Основными недостатками гальванических покрытий на магниевых сплавах являются трудоемкая предварительная подготовка поверхности и использование высокотоксичных веществ. В состав электролитов и травильных смесей часто входят соединения хрома, цианиды, плавиковая кислота и другие опасные вещества, которые негативно воздействуют на окружающую среду и людей, требуют дорогостоящей утилизации и соблюдения дополнительных мер безопасности.

Магний, как известно, склонен к гальванической коррозии. Электролитический контакт его с другим металлом, имеющим более благородный электрохимический потенциал, вызывает интенсивную коррозию магния. В связи с этим нельзя допускать образование пор в металлическом покрытии, это ускорит коррозию.

Еще одну проблему при гальванизации создает то, что качество металлического покрытия зависит от состава выбранного магниевого сплава. Это требует разработки для различных сплавов магния разных процессов предварительной подготовки. Сплавы особенно сложны в обработке, поскольку интерметаллические частицы, образующиеся на границах зерен, влияют на

распределение поверхностного потенциала по подложке, что еще более усложняет процесс металлизации.

Одним из процессов электрохимического нанесения металлических покрытий является электролизная металлизация. Покрытие, нанесенное этим способом, представляет собой тонкий слой металла, осажденный на подложку из электролита при помощи химической восстановительной автокаталитической реакции, без подведения электрического тока от внешнего источника питания.

Данный метод используют как для получения защитных покрытий, так и для формирования промежуточных слоев на подготовительном этапе нанесения гальванических покрытий на магний и его сплавы [35-39]. Он позволяет изолировать магниевую подложку от агрессивной среды и повысить адгезию покрытий.

Этим методом можно получать покрытия, состоящие из различных металлов, таких как никель, кобальт, железо, медь, серебро, золото и др., однако наиболее распространены никелевые и никель-фосфорные покрытия [35-38]. Слой никеля осаждают из раствора солей, в качестве которого чаще всего используют карбонатный, поскольку сульфат- или хлорид-ионы могут привести к коррозии подложки и, как следствие, неравномерному осаждению металлического слоя.

Одним из преимуществ метода электролизной металлизации является возможность внедрения частиц различных соединений в состав поверхностных слоев непосредственно во время формирования покрытий [40-42]. Это позволяет значительно увеличить износостойкость и твердость покрытий, а также придать им различные функциональные свойства.

1.1.2 Метод формирования конверсионных покрытий

Конверсионные покрытия - это слои, создаваемые химическим или электрохимическим методом непосредственно на поверхности металла без предварительного создания подслоя. Для защиты магния и его сплавов традиционно использовались покрытия, полученные на основе соединений

шестивалентного хрома [21, 43]. Такие слои существенно повышают антикоррозионные свойства обрабатываемых поверхностей, однако имеют невысокую твердость и износостойкость, а также быстро разрушаются при температуре выше 70 °С, поэтому их используют в основном в качестве подложки для нанесения лакокрасочных или полимерных покрытий. Соединения хрома, будучи канцерогенными и мутагенными веществами, опасны для человека. Поэтому к настоящему времени разработан ряд методов, в которых применяются менее токсичные вещества [39, 44-49]. Известны и распространены фосфатные, перманганатные, станнатные, фторидные покрытия, а также слои, содержащие редкоземельные элементы.

В работе [50] исследовано влияние добавки ванадата натрия в электролит на электрохимические свойства и морфологические особенности получаемых покрытий. Исследователи варьировали концентрацию №УОз, температуру электролита и время обработки для определения оптимальных условий формирования покрытий. По утверждению авторов, наилучших результатов удалось достичь, обрабатывая образцы в электролите, содержащем 30 г/л №У03, в течение 10 мин при температуре 80 °С. Плотность тока коррозии у полученного покрытия была более чем на 2 порядка ниже значения для необработанного сплава. Антикоррозионные свойства таких покрытий значительно выше, чем у слоев, сформированных в электролитах с фосфатами или соединениями церия, и близки к свойствам покрытий, полученных с использованием солей хрома, поэтому потенциально могут их заменить.

Авторы работы [51] изучали возможность улучшения защитных свойств фосфатных покрытий на магниевом сплаве АМ60 (масс. %: А1 - 5,6-6,4, 7п - 0,2, Мп - 0,26-0,5, М§ - остальное) путем введения молибдата натрия №2МоО4 в состав электролита в различных соотношениях. Плотность тока коррозии для покрытия, полученного в электролите при соотношении ионов МоО|_- / Н2РО4-, равном 2/1, снизилась практически на 2 порядка (с 1,26-10-3 до 5•Ю-6 А/см2). Было установлено влияние уровня кислотности среды на процесс формирования покрытий. Наиболее гомогенные и равномерные покрытия образуются в среде с

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Имшинецкий, Игорь Михайлович, 2017 год

Список используемой литературы

1. The London Metal Exchange: Официальный сайт [Электронный ресурс]. URL: www.lme.com (дата обращения 17.06.2016).

2. InvestmentMine: Официальный сайт [Электронный ресурс]. URL: www.infomine.com (дата обращения 17.06.2016).

3. Castellanos A., Altube A., Vega J.M., Garcia-Lecina E., Diez J.A., Grande H.J. Effect of different post-treatments on the corrosion resistance and tribological properties of AZ91D magnesium alloy coated PEO // Surface and Coatings Technology. 2015. Vol. 278. P. 99-107.

4. Gao Y., Yerokhin A., Matthews A. Effect of current mode on PEO treatment of magnesium in Ca- and P-containing electrolyte and resulting coatings // Applied Surface Science. 2014. Vol. 316. P. 558-567.

5. Madhan Kumar A., Kwon S.H., Jung H.C., Shin K.S. Corrosion protection performance of single and dual Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) coating for aerospace applications // Materials Chemistry and Physics. 2015. Vol. 149. P. 480-486.

6. Pezzato L., Brunelli K., Napolitani E., Magrini M., Dabala M. Surface properties of AZ91 magnesium alloy after PEO treatment using molybdate salts and low current densities // Applied Surface Science. 2015. Vol. 357. P. 1031-1039.

7. Alabbasi A., Bobby Kannan M., Walter R., Stormer M., Blawert C. Performance of pulsed constant current silicate-based PEO coating on pure magnesium in simulated body fluid // Materials Letters. 2013. Vol. 106. P. 18-21.

8. Hussein R.O., Northwood D.O., Nie X. The effect of processing parameters and substrate composition on the corrosion resistance of plasma electrolytic oxidation (PEO) coated magnesium alloys // Surface and Coatings Technology. 2013. Vol. 237. P. 357-368.

9. Mohedano M., Blawert C., Zheludkevich M.L. Cerium-based sealing of PEO coated AM50 magnesium alloy // Surface and Coatings Technology. 2015. Vol. 269. P. 145-154.

10. Nasirivatan H., Kahrizsangi R.E., Asgarani M.K. Tribological performance of

PEO-WC nanocomposite coating on Mg Alloys deposited by Plasma Electrolytic Oxidation // Tribology International. 2016. Vol. 98. P. 253-260.

11. Rapheal G., Kumar S., Scharnagl N., Blawert C. Effect of current density on the microstructure and corrosion properties of plasma electrolytic oxidation (PEO) coatings on AM50 Mg alloy produced in an electrolyte containing clay additives // Surface and Coatings Technology. 2016. Vol. 289. P. 150-164.

12. Yu L., Cao J., Cheng Y. An improvement of the wear and corrosion resistances of AZ31 magnesium alloy by plasma electrolytic oxidation in a silicate-hexametaphosphate electrolyte with the suspension of SiC nanoparticles // Surface and Coatings Technology. 2015. Vol. 276. P. 266-278.

13. Lu X., Blawert C., Huang Y., Ovri H., Zheludkevich M.L., Kainer K.U. Plasma electrolytic oxidation coatings on Mg alloy with addition of SiO2 particles // Electrochimica Acta. 2016. Vol. 187. P. 20-33.

14. Zhuang J.J., Guo Y.Q., Xiang N., Xiong Y., Hu Q., Song R.G. A study on microstructure and corrosion resistance of ZrO2-containing PEO coatings formed on AZ31 Mg alloy in phosphate-based electrolyte // Applied Surface Science. 2015. Vol. 357. P. 1463-1471.

15. Lim T.S., Ryu H.S., Hong S.-H. Electrochemical corrosion properties of CeO2-containing coatings on AZ31 magnesium alloys prepared by plasma electrolytic oxidation // Corrosion Science. 2012. Vol. 62. P. 104-111.

16. Yao Z., Xu Y., Liu Y., Wang D., Jiang Z., Wang F. Structure and corrosion resistance of ZrO2 ceramic coatings on AZ91D Mg alloys by plasma electrolytic oxidation // Journal of Alloys and Compounds. 2011. Vol. 509, № 33. P. 84698474.

17. Song G.L. Corrosion and protection of magnesium alloys. Beijing: Chemical Industry Press, 2006. - 298 p.

18. Gnedenkov A.S., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D. V., Gnedenkov S. V. Localized corrosion of the Mg alloys with inhibitor-containing coatings: SVET and SIET studies // Corrosion Science. 2016. Vol. 102. P. 269-278.

19. Kalb H., Rzany A., Hensel B. Impact of microgalvanic corrosion on the

degradation morphology of WE43 and pure magnesium under exposure to simulated body fluid // Corrosion Science. 2012. Vol. 57. P. 122-130.

20. Williams G., Neil McMurray H. Localized Corrosion of Magnesium in Chloride-Containing Electrolyte Studied by a Scanning Vibrating Electrode Technique // Journal of The Electrochemical Society. 2008. Vol. 155, № 7. P. 340-349.

21. Gray J.E., Luan B. Protective coatings on magnesium and its alloys — a critical review // Journal of Alloys and Compounds. 2002. Vol. 336. P. 88-113.

22. Суминов И.В., Белкин П.Н., Эпельфельд А.В., Людин В.Б., Крит Б.Л., Борисов А.М. Плазменно-электролитическое модифицирование поверхности металлов и сплавов. М.: Техносфера, 2011. - 464 с.

23. Blawert C., Dietzel W., Ghali E., Song G. Anodizing Treatments for Magnesium Alloys and Their Effect on Corrosion Resistance in Various Environments // Advanced Engineering Materials. 2006. Vol. 8, № 6. P. 511-533.

24. Yerokhin A.L., Nie X., Leyland A., Matthews A. Characterisation of oxide films produced by plasma electrolytic oxidation of a Ti-6Al-4V alloy // Surface and Coatings Technology. 2000. Vol. 130, № 2-3. P. 195-206.

25. Patent US 2313756 A. Method of electroplating magnesium / Loose W. 1943.

26. Patent US 2526544 A. Method of producing a metallic coating on magnesium and its alloys / De Long H. 1950.

27. Tang J., Azumi K. Effect of copper pretreatment on the zincate process and subsequent electroplating of a protective copper/nickel deposit on the AZ91D magnesium alloy // Electrochimica Acta. 2011. Vol. 56, № 24. P. 8776-8782.

28. Chang L.M., Liu W., Duan X.Y., Xu J.Q. Pulse plated Zn transition layer in electroplating Zn-Ni coatings on magnesium alloys // Surface Engineering. 2012. Vol. 28, № 10. P. 725-730.

29. Wang S., Guo X., Sun C., Gong J., Peng L., Ding W. Electrodeposition of Cu coating with high corrosion resistance on Mg-3.0Nd-0.2Zn-0.4Zr magnesium alloy // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014. Vol. 24, № 12. P. 3810-3817.

30. Dai Y., Li Q., Luo F., Gao H., Zhu H.X. Microstructure characteristics and

enhanced corrosion protection properties of nanocomposite Ni-Co-TiO 2 electrodeposit formed on AZ91D magnesium alloy // Transactions of the IMF. 2011. Vol. 89, № 3. P. 162-168.

31. Huang C.A., Wang T.H., Weirich T., Neubert V. Electrodeposition of a protective copper/nickel deposit on the magnesium alloy (AZ31) // Corrosion Science. 2008. Vol. 50, № 5. P. 1385-1390.

32. Huang C.A., Lin C.K., Yeh Y.H. Increasing the wear and corrosion resistance of magnesium alloy (AZ91D) with electrodeposition from eco-friendly copper- and trivalent chromium-plating baths // Surface and Coatings Technology. 2010. Vol. 205, № 1. P. 139-145.

33. Huang C.A., Lin C.K., Yeh Y.H. The corrosion and wear resistances of magnesium alloy (LZ91) electroplated with copper and followed by 1 pm-thick chromium deposits // Thin Solid Films. 2011. Vol. 519, № 15. P. 4774-4780.

34. She Z., Li Q., Wang Z., Tan C., Zhou J., Li L. Highly anticorrosion, self-cleaning superhydrophobic Ni-Co surface fabricated on AZ91D magnesium alloy // Surface and Coatings Technology. 2014. Vol. 251. P. 7-14.

35. Ambat R., Zhou W. Electroless nickel-plating on AZ91D magnesium alloy: effect of substrate microstructure and plating parameters // Surface and Coatings Technology. 2004. Vol. 179, № 2-3. P. 124-134.

36. Eisenberg F.G., Zagnoli D.A., Sheridan J.J. The effect of surface nickel on the hydriding-dehydriding kinetics of MgH2 // Journal of the Less Common Metals. 1980. Vol. 74, № 2. P. 323-331.

37. Gu C., Lian J., Li G., Niu L., Jiang Z. Electroless Ni-P plating on AZ91D magnesium alloy from a sulfate solution // Journal of Alloys and Compounds.

2005. Vol. 391, № 1-2. P. 104-109.

38. Gu C., Lian J., He J., Jiang Z., Jiang Q. High corrosion-resistance nanocrystalline Ni coating on AZ91D magnesium alloy // Surface and Coatings Technology.

2006. Vol. 200, № 18-19. P. 5413-5418.

39. Huo H., Li Y., Wang F. Corrosion of AZ91D magnesium alloy with a chemical conversion coating and electroless nickel layer // Corrosion Science. 2004. Vol.

46, № 6. P. 1467-1477.

40. Fan Y.Z., Ma L., Cao X.M. Effect of Ultrasonic Wave on Ni-P-Al2O3 Electroless Composite Coating on Magnesium Alloy // Advanced Materials Research. 2011. Vol. 383-390. P. 953-957.

41. Shu X., Wang Y., Liu C., Aljaafari A., Gao W. Double-layered Ni-P/Ni-P-ZrO2 electroless coatings on AZ31 magnesium alloy with improved corrosion resistance // Surface and Coatings Technology. 2015. Vol. 261. P. 161-166.

42. Zou Y., Zhang Z.W., Zhang M.L. Electroless Ni-P/Nano-SiO2 composite plating on dual phase magnesium-lithium alloy // Magnesium Technology. 2015. Vol. 2015-Janua. P. 343-347.

43. Pommiers-Belin S., Frayret J., Uhart A., Ledeuil J., Dupin J.-C., Castetbon A., Potin-Gautier M. Determination of the chemical mechanism of chromate conversion coating on magnesium alloys EV31A // Applied Surface Science. 2014. Vol. 298. P. 199-207.

44. Chong K.Z., Shih T.S. Conversion-coating treatment for magnesium alloys by a permanganate-phosphate solution // Materials Chemistry and Physics. 2003. Vol. 80, № 1. P. 191-200.

45. Dabalà M., Brunelli K., Napolitani E., Magrini M. Cerium-based chemical conversion coating on AZ63 magnesium alloy // Surface and Coatings Technology. 2003. Vol. 172, № 2-3. P. 227-232.

46. Zhao M., Wu S., Luo J.R., Fukuda Y., Nakae H. A chromium-free conversion coating of magnesium alloy by a phosphate-permanganate solution // Surface and Coatings Technology. 2006. Vol. 200, № 18-19. P. 5407-5412.

47. Zhou W., Shan D., Han E.-H., Ke W. Structure and formation mechanism of phosphate conversion coating on die-cast AZ91D magnesium alloy // Corrosion Science. 2008. Vol. 50, № 2. P. 329-337.

48. Gonzalez-Nunez M.A., Nunez-Lopez C.A., Skeldon P., Thompson G.E., Karimzadeh H., Lyon P., Wilks T.E. A non-chromate conversion coating for magnesium alloys and magnesium-based metal matrix composites // Corrosion Science. 1995. Vol. 37, № 11. P. 1763-1772.

49. Umehara H., Takaya M., Terauchi S. Chrome-free surface treatments for magnesium alloy // Surface and Coatings Technology. 2003. Vol. 169-170. P. 666-669.

50. Yang K.H., Ger M.D., Hwu W.H., Sung Y., Liu Y.C. Study of vanadium-based chemical conversion coating on the corrosion resistance of magnesium alloy // Materials Chemistry and Physics. 2007. Vol. 101, № 2-3. P. 480-485.

51. Yong Z., Zhu J., Qiu C., Liu Y. Molybdate/phosphate composite conversion coating on magnesium alloy surface for corrosion protection // Applied Surface Science. 2008. Vol. 255, № 5. P. 1672-1680.

52. Chiu K.Y., Wong M.H., Cheng F.T., Man H.C. Characterization and corrosion studies of fluoride conversion coating on degradable Mg implants // Surface and Coatings Technology. 2007. Vol. 202, № 3. P. 590-598.

53. Khaselev O., Weiss D., Yahalom J. Anodizing of Pure Magnesium in KOH-Aluminate Solutions under Sparking // Journal of The Electrochemical Society. 1999. Vol. 146, № 5. P. 1757.

54. Liu Y., Yang F., Wei Z., Zhang Z. Anodizing of AZ91D magnesium alloy using environmental friendly alkaline borate-biphthalate electrolyte // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012. Vol. 22, № 7. P. 1778-1785.

55. Mizutani Y., Kim S.J., Ichino R., Okido M. Anodizing of Mg alloys in alkaline solutions // Surface and Coatings Technology. 2003. Vol. 169-170. P. 143-146.

56. Chai L., Yu X., Yang Z., Wang Y., Okido M. Anodizing of magnesium alloy AZ31 in alkaline solutions with silicate under continuous sparking // Corrosion Science. 2008. Vol. 50, № 12. P. 3274-3279.

57. Fukuda H., Matsumoto Y. Effects of Na2SiO3 on anodization of Mg-Al-Zn alloy in 3 M KOH solution // Corrosion Science. 2004. Vol. 46, № 9. P. 2135-2142.

58. Hsiao H.-Y., Tsai W.-T. Characterization of anodic films formed on AZ91D magnesium alloy // Surface and Coatings Technology. 2005. Vol. 190, № 3. P. 299-308.

59. Lin C.S., Fu Y.C. Characterization of Anodic Films on AZ31 Magnesium Alloys in Alkaline Solutions Containing Fluoride and Phosphate Anions // Journal of The

Electrochemical Society. 2006. Vol. 153, № 10. P. B417.

60. Patent US 2723952. Method of electrolytically coating magnesium and electrolyte therefor / Evangelides H.A. 1952.

61. Patent US 4978432 A. Method of producing protective coatings that are resistant to corrosion and wear on magnesium and magnesium alloys / Riischenbleck B., Weidemann M.H. 1990.

62. Patent US 5385662 A. Method of producing oxide ceramic layers on barrier layer-forming metals and articles produced by the method / Kurze P., Banerjee D. 1995.

63. Khaselev O., Weiss D., Yahalom J. Structure and composition of anodic films formed on binary Mg-Al alloys in KOH-aluminate solutions under continuous sparking // Corrosion Science. 2001. Vol. 43, № 7. P. 1295-1307.

64. Shrestha S., Sturgeon A., Shashkov P., Shatrov A. Improved corrosion performance of AZ91D magnesium alloy coated with the KERONITETM process // TMS Annual Meeting. 2002. P. 283-287.

65. Yerokhin A.L., Shatrov A., Samsonov V., Shashkov P., Leyland A., Matthews A. Fatigue properties of Keronite® coatings on a magnesium alloy // Surface and Coatings Technology. 2004. Vol. 182, № 1. P. 78-84.

66. Verdier S., Boinet M., Maximovitch S., Dalard F. Formation, structure and composition of anodic films on AM60 magnesium alloy obtained by DC plasma anodising // Corrosion Science. 2005. Vol. 47, № 6. P. 1429-1444.

67. Liang J., Srinivasan P.B., Blawert C., Dietzel W. Comparison of electrochemical corrosion behaviour of MgO and ZrO2 coatings on AM50 magnesium alloy formed by plasma electrolytic oxidation // Corrosion Science. 2009. Vol. 51, № 10. P. 2483-2492.

68. Yerokhin A.L., Shatrov A., Samsonov V., Shashkov P., Pilkington A., Leyland A., Matthews A. Oxide ceramic coatings on aluminium alloys produced by a pulsed bipolar plasma electrolytic oxidation process // Surface and Coatings Technology. 2005. Vol. 199, № 2-3. P. 150-157.

69. Ракоч А.Г., Магурова Ю.В., Бардин И.В., Эльхаг Г.М., Жаринов П.М., Ковалёв В.Л. Экзотермическое окисление дна каналов разрядов при

микродуговом оксидировании алюминиевых сплавов // Коррозия: материалы, защита. 2007. №. 12. С. 36-39.

70. Liang J., Guo B., Tian J., Liu H., Zhou J., Liu W., Xu T. Effects of NaAlO2 on structure and corrosion resistance of microarc oxidation coatings formed on AM60B magnesium alloy in phosphate-KOH electrolyte // Surface and Coatings Technology. 2005. Vol. 199, № 2-3 SPEC. P. 121-126

71. Kurze P., Krysmann W., Schneider H.G. Application Fields of ANOF Layers and Composites // Crystal Research and Technology. 1986. Vol. 21, № 12. P. 16031609

72. Patcas F., Krysmann W. Efficient catalysts with controlled porous structure obtained by anodic oxidation under spark-discharge // Applied Catalysis A: General. 2007. Vol. 316, № 2.

73. Cai Q., Wang L., Wei B., Liu Q. Electrochemical performance of microarc oxidation films formed on AZ91D magnesium alloy in silicate and phosphate electrolytes // Surface and Coatings Technology. 2006. Vol. 200, № 12-13. P. 3727-3733.

74. Владимиров Б.В., Крит Б.Л., Людин В.Б., Морозова Н.В., Суминов И.В., Эпельфельд А.В. Влияние состава электролита на свойства сплава МА2-1 при микродуговом оксидировании // Математика и механика. Физика. 2014. Vol. 324, № 2. С. 143-147.

75. Liang J., Guo B., Tian J., Liu H., Zhou J., Xu T. Effect of potassium fluoride in electrolytic solution on the structure and properties of microarc oxidation coatings on magnesium alloy // Applied Surface Science. 2005. Vol. 252, № 2. P. 345-351.

76. Ракоч А.Г., Nomin А., Гладкова А.А., Ковалев В.Л., Бардин И.В. Эффективный Режим Микродугового Оксидирования Магниевого Сплава Мл5 // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2012. Vol. 5, № 495. С. 9-14.

77. Duan H., Yan C., Wang F. Effect of electrolyte additives on performance of plasma electrolytic oxidation films formed on magnesium alloy AZ91D // Electrochimica Acta. 2007. Vol. 52, № 11. P. 3785-3793.

78. Bala Srinivasan P., Liang J., Blawert C., Störmer M., Dietzel W. Effect of current density on the microstructure and corrosion behaviour of plasma electrolytic oxidation treated AM50 magnesium alloy // Applied Surface Science. 2009. Vol. 255, № 7. P. 4212-4218.

79. Su P., Wu X., Guo Y., Jiang Z. Effects of cathode current density on structure and corrosion resistance of plasma electrolytic oxidation coatings formed on ZK60 Mg alloy // Journal of Alloys and Compounds. 2009. Vol. 475, № 1-2. P. 773-777.

80. Bala Srinivasan P., Liang J., Balajeee R.G., Blawert C., Störmer M., Dietzel W. Effect of pulse frequency on the microstructure, phase composition and corrosion performance of a phosphate-based plasma electrolytic oxidation coated AM50 magnesium alloy // Applied Surface Science. 2010. Vol. 256, № 12. P. 39283935.

81. Patent US 5487825. Method of producing articles of aluminum, magnesium or titanium with an oxide ceramic layer filled with fluorine polymers / Kurze P., Kletke H.-J. 1996.

82. Olbertz B., Haug A.T. Oberflaechenschutz fuer Magnesiumwerkstoffe // MO Metalloberflache Beschichten von Metall und Kunststoff. 1989. Vol. 43, № 4. P. 174-178.

83. Patent US 5240589 A. Two-step chemical/electrochemical process for coating magnesium alloys / Bartak D.E., Lemieux B.E., Woolsey E.R. 1993.

84. Patent US 4976830 A. Method of preparing the surfaces of magnesium and magnesium alloys / Riischenbleck B., Weidemann M.H. 1990.

85. Yao Z., Jia F., Tian S., Li C., Jiang Z., Bai X. Microporous Ni-Doped TiO2 film photocatalyst by plasma electrolytic oxidation // ACS Applied Materials and Interfaces. 2010. Vol. 2, № 9. P. 2617-2622

86. Rudnev V.S., Adigamova M. V., Lukiyanchuk I. V., Tkachenko I.A., Morozova V.P. Structure and magnetic characteristics of iron-modified titania layers on titanium // Journal of Alloys and Compounds. 2015. Vol. 618. P. 623-628

87. Gnedenkov S. V., Sinebryukhov S.L., Tkachenko I.A., Mashtalyar D. V., Ustinov

A.Y., Samokhin A. V., Tsvetkov Y. V. Magnetic properties of surface layers formed on titanium by plasma electrolytic oxidation // Inorganic Materials: Applied Research. 2012. Vol. 3, № 2. P. 151-156.

88. Stojadinovic S., Radic N., Grbic B., Maletic S., Stefanov P., Pacevski A., Vasilic R. Structural, photoluminescent and photocatalytic properties of TiO2:Eu coatings formed by plasma electrolytic oxidation // Applied Surface Science. 2016. Vol. 370. P. 218-228.

89. Криштал М.М., Ивашин П.В., Растегаев И.А., Полунин А.В., Боргардт Е.Д. Влияние добавки в электролит наноразмерного диоксида кремния на характеристики оксидных слоев, сформированных микродуговым оксидированием на Al-Si сплаве АК9ПЧ // Вектор науки ТГУ. 2014. Vol. 1. С. 48-52.

90. Matykina E., Arrabal R., Monfort F., Skeldon P., Thompson G.E. Incorporation of zirconia into coatings formed by DC plasma electrolytic oxidation of aluminium in nanoparticle suspensions // Applied Surface Science. 2008. Vol. 255, № 5. P. 2830-2839.

91. Arrabal R., Matykina E., Skeldon P., Thompson G.E. Incorporation of zirconia particles into coatings formed on magnesium by plasma electrolytic oxidation // Journal of Materials Science. 2008. Vol. 43, № 5. P. 1532-1538.

92. Necula B.S., Fratila-Apachitei L.E., Berkani A., Apachitei I., Duszczyk J. Enrichment of anodic MgO layers with Ag nanoparticles for biomedical applications // Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 2008. Vol. 20, № 1. P. 339-345.

93. Lee K.M., Lee B.U., Yoon S. Il, Lee E.S., Yoo B., Shin D.H. Evaluation of plasma temperature during plasma oxidation processing of AZ91 Mg alloy through analysis of the melting behavior of incorporated particles // Electrochimica Acta. 2012. Vol. 67. P. 6-11.

94. Wang Y., Wei D., Yu J., Di S. Effects of Al2O3 Nano-additive on Performance of Micro-arc Oxidation Coatings Formed on AZ91D Mg Alloy // Journal of Materials Science & Technology. 2014. Vol. 30, № 10. P. 984-990.

95. Sreekanth D., Rameshbabu N. Development and characterization of MgO/hydroxyapatite composite coating on AZ31 magnesium alloy by plasma electrolytic oxidation coupled with electrophoretic deposition // Materials Letters. 2012. Vol. 68. P. 439-442.

96. Guo X., Du K., Guo Q., Wang Y., Wang F. Experimental study of corrosion protection of a three-layer film on AZ31B Mg alloy // Corrosion Science. 2012. Vol. 65. P. 367-375.

97. Duan H., Du K., Yan C., Wang F. Electrochemical corrosion behavior of composite coatings of sealed MAO film on magnesium alloy AZ91D // Electrochimica Acta. 2006. Vol. 51, № 14. P. 2898-2908.

98. Lee K.M., Ko Y.G., Shin D.H. Incorporation of multi-walled carbon nanotubes into the oxide layer on a 7075 Al alloy coated by plasma electrolytic oxidation: Coating structure and corrosion properties // Current Applied Physics. 2011. Vol. 11, № 4. P. S55-S59.

99. Rudnev V.S., Vaganov-Vil'kins A.A., Tsvetnikov A.K., Nedozorov P.M., Yarovaya T.P., Kuryavy V.G., Dmitrieva E.E., Kirichenko E.A. Certain characteristics of composite polytetrafluoroethylene-oxide coatings on aluminum alloy // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2015. Vol. 51, № 1. P. 112-126.

100. Sinebryukhov S.L., Gnedenkov A.S., Mashtalyar D. V., Gnedenkov S. V. Isolated corrosion of MA8 alloy with inhibitor-containing composite coating on the surface: kinetics, mechanism and protection // Tsvetnye Metally. 2015. Vol. 2015, № 7. P. 49-54.

101. Sinebryukhov S.L., Gnedenkov A.S., Mashtalyar D. V., Gnedenkov S. V. Protection properties of inhibitor-containing composite coatings on magnesium alloy // Tsvetnye Metally. 2015. Vol. 2015, № 4. P. 33-38.

102. Slowing I.I., Trewyn B.G., Giri S., Lin V.S.Y. Mesoporous Silica Nanoparticles for Drug Delivery and Biosensing Applications // Advanced Functional Materials. 2007. Vol. 17, № 8. P. 1225-1236.

103. Zhang X.T., Sato O., Taguchi M., Einaga Y., Murakami T., Fujishima A. Self-

cleaning particle coating with antireflection properties // Chemistry of Materials. 2005. Vol. 17, № 3. P. 696-700.

104. Lee D., Rubner M.F., Cohen R.E. All nanoparticle thin film coatings // Nano Letters. 2006. Vol. 6, № 10. P. 2305-2312.

105. Manca M., Cannavale A., De Marco L., Arico A.S., Cingolani R., Gigli G. Durable superhydrophobic and antireflective surfaces by trimethylsilanized silica nanoparticles-based sol-gel processing // Langmuir. 2009. Vol. 25, № 11. P. 6357-6362.

106. Zheludkevich M.L., Shchukin D.G., Yasakau K.A., Mohwald H., Ferreira M.G.S. Anticorrosion coatings with self-healing effect based on nanocontainers impregnated with corrosion inhibitor // Chemistry of Materials. 2007. Vol. 19, № 3. P. 402-411.

107. Palanivel V., Zhu D., Van Ooij W.J. Nanoparticle-filled silane films as chromate replacements for aluminum alloys // Progress in Organic Coatings. 2003. Vol. 47, № 3-4. P. 384-392.

108. Voevodin A.A., Hu J.J., Fitz T.A., Zabinski J.S. Tribological properties of adaptive nanocomposite coatings made of yttria stabilized zirconia and gold // Surface and Coatings Technology. 2001. Vol. 146-147. P. 351-356.

109. Voevodin A.A., Zabinski J.S. Nanocomposite and nanostructured tribological materials for space applications // Composites Science and Technology. 2005. Vol. 65, № 5 SPEC. ISS. P. 741-748.

110. Behzadnasab M., Mirabedini S.M., Esfandeh M. Corrosion protection of steel by epoxy nanocomposite coatings containing various combinations of clay and nanoparticulate zirconia // Corrosion Science. 2013. Vol. 75. P. 134-141.

111. Huang H., Chang Y., Weng J., Chen Y., Lai C., Shieh T. Anti-bacterial performance of Zirconia coatings on Titanium implants // Thin Solid Films. 2013. Vol. 528. P. 151-156.

112. Benea L., Ponthiaux P., Wenger F. Co-ZrO2 electrodeposited composite coatings exhibiting improved micro hardness and corrosion behavior in simulating body fluid solution // Surface and Coatings Technology. 2011. Vol. 205, № 23-24. P.

5379-5386.

113. Buhl R., Pulker H.K., Moll E. TiN coatings on steel // Thin Solid Films. 1981. Vol. 80, № 1-3. P. 265-270.

114. Piscanec S. Bioactivity of TiN-coated titanium implants // Acta Materialia. 2004. Vol. 52, № 5. P. 1237-1245.

115. Sundgren J.-E. Structure and properties of TiN coatings // Thin Solid Films. 1985. Vol. 128, № 1-2. P. 21-44.

116. Veprek S., Niederhofer A., Moto K., Bolom T., Mannling H.-D., Nesladek P., Dollinger G., Bergmaier A. Composition, nanostructure and origin of the ultrahardness in nc-TiN/a-Si3N4/a- and nc-TiSi2 nanocomposites with HV=80 to >105 GPa // Surface and Coatings Technology. 2000. Vol. 133-134. P. 152-159.

117. PalDey S., Deevi S.. Single layer and multilayer wear resistant coatings of (Ti,Al)N: a review // Materials Science and Engineering: A. 2003. Vol. 342, № 12. P. 58-79.

118. Musil J. Hard and superhard nanocomposite coatings // Surface and Coatings Technology. 2000. Vol. 125, № 1-3. P. 322-330.

119. Chou W.-J., Yu G.-P., Huang J.-H. Mechanical properties of TiN thin film coatings on 304 stainless steel substrates // Surface and Coatings Technology. 2002. Vol. 149, № 1. P. 7-13.

120. García I., De Damborenea J.J. Corrosion properties of TiN prepared by laser gas alloying of Ti and Ti6A14V // Corrosion Science. 1998. Vol. 40, № 8. P. 14111419.

121. Ran S., Gao L. Mechanical properties and microstructure of TiN/TZP nanocomposites // Materials Science and Engineering A. 2007. Vol. 447, № 1-2. P. 83-86.

122. Zhang H.X., Yu H.J., Chen C.Z. Microstructure and wear resistance of composite coating by laser cladding Al/Tin on the Ti -6Al -4V substrate // Surface Review and Letters. 2015. Vol. 22, № 3. Art. 1550044

123. Lewis M.W.J. Friction and wear of PTFE-based reciprocating seals // Lubrication Engineering. 1986. Vol. 42, № 3. P. 152-158.

124. Tanaka K., Uchiyama Y., Toyooka S. The mechanism of wear of polytetrafluoroethylene // Wear. 1973. Vol. 23, № 2. P. 153-172.

125. Bahadur S., Tabor D. The wear of filled polytetrafluoroethylene // Wear. 1984. Vol. 98, № C. P. 1-13.

126. Sawyer W.G., Freudenberg K.D., Bhimaraj P., Schadler L.S. A study on the friction and wear behavior of PTFE filled with alumina nanoparticles // Wear. 2003. Vol. 254, № 5-6. P. 573-580.

127. Zhang Y.Z., Wu Y.Y., Sun K.N., Yao M. Characterization of electroless Ni-P-PTFE composite deposits // Journal of Materials Science Letters. 1998. Vol. 17. P. 119-122.

128. Veeramasuneni S., Drelich J., Miller J.., Yamauchi G. Hydrophobicity of ion-plated PTFE coatings // Progress in Organic Coatings. 1997. Vol. 31, № 3. P. 265-270.

129. Yang S., Xia Q., Zhu L., Xue J., Wang Q., Chen Q.M. Research on the icephobic properties of fluoropolymer-based materials // Applied Surface Science. 2011. Vol. 257, № 11. P. 4956-4962.

130. Khedkar J., Negulescu I., Meletis E.I. Sliding wear behavior of PTFE composites // Wear. 2002. Vol. 252, № 5-6. P. 361-369.

131. Kamegawa T., Shimizu Y., Yamashita H. Superhydrophobic surfaces with photocatalytic self-cleaning properties by nanocomposite coating of TiO2 and polytetrafluoroethylene // Advanced Materials. 2012. Vol. 24, № 27. P. 36973700.

132. US Research Nanomaterials, Inc: Официальный сайт [Электронный ресурс]. URL: www.us-nano.com (дата обращения 23.04.2016).

133. Патент СССР № 1775419. Способ переработки политетрафторэтилена / Уминский А.А., Цветников А.К.; опубл. 15.11.1992, Бюл. №42.

134. Бузник В.М., Фомин В.М., Алхимов А.П. и др. Металополимерные нанокомпозиты (получение, свойства, применение). Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005. - 260 с.

135. Gnedenkov S.V., Khrisanfova O.A., Zavidnaya A.G., Sinebryukhov S.L., Egorkin

V.S., Nistratova M. V., Yerokhin A., Matthews A. PEO coatings obtained on an Mg-Mn type alloy under unipolar and bipolar modes in silicate-containing electrolytes // Surface and Coatings Technology. 2010. Vol. 204, № 14. P. 23162322.

136. Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Imshinetskiy I.M., Samokhin A.V., Tsvetkov Y.V. Fabrication of Coatings on the Surface of Magnesium Alloy by Plasma Electrolytic Oxidation Using ZrO2 and SiO2 Nanoparticles // Journal of Nanomaterials. Hindawi Publishing Corporation, 2015. DOI:10.1155/2015/154298.

137. Imshinetskiy I.M., Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Samokhin A.V., Tsvetkov Y.V. Incorporation of Zirconia and Silica Nanoparticles into PEO-Coatings on Magnesium Alloys // Solid State Phenomena. 2014. Vol. 213. P. 125-130.

138. Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Imshinetsky I.M., Gnedenkov A.S., Samokhin A.V., Tsvetkov Y.V. Protective composite coatings obtained by plasma electrolytic oxidation on magnesium alloy MA8 // Vacuum. 2015. Vol. 120. P. 107-114.

139. Машталяр Д.В., Имщинецкий И.М., Гнеденков С.В., Синебрюхов С.Л., Самохин А.В., Цветков Ю.В., Сергиенко В.И. Формирование покрытий на поверхности магниевого сплава МА8 методом плазменного электролитического оксидирования с использованием наночастиц ZrO2 и SiO2 // Вестник ДВО РАН. 2014. Vol. 2. С. 30-38.

140. Gnedenkov S. V., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D. V., Imshinetskiy I.M. Electrochemical and mechanical properties of composite coatings obtained on MA8 alloy in disperse electrolytes with ZrO2 and SiO2 nanoparticles // Tsvetnye Metally. 2015. № 8. P. 60-65.

141. Машталяр Д.В., Имщинецкий И.М., Гнеденков С.В., Синебрюхов С.Л., Самохин А.В., Цветков Ю.В., Сергиенко В.И. Электрохимические и механические свойства формируемых на магниевых сплавах ПЭО-слоев, содержащих наночастицы ZrO2 и SiO2 // Вестник ДВО РАН. 2014. Vol. 2. С.

39-51.

142. Yeung W.K., Sukhorukova I. V., Shtansky D. V., Levashov E.A., Zhitnyak I.Y., Gloushankova N.A., Kiryukhantsev-Korneev P. V., Petrzhik M.I., Matthews A., et al. Characteristics and in vitro response of thin hydroxyapatite-titania films produced by plasma electrolytic oxidation of Ti alloys in electrolytes with particle additions // RSC Adv. Royal Society of Chemistry, 2016. Vol. 6, № 15. P. 1268812698.

143. Самсонов Г.В., Виницкий И.М. Тугоплавкие соединения. М.: Металлургия, 1976. - 560 c.

144. Gnedenkov A.S., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Gnedenkov S.V. Protective properties of inhibitor-containing composite coatings on a Mg alloy // Corrosion Science. 2016. Vol. 102. P. 348-354.

145. Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D.V., Imshinetskiy I.M. Composite fluoropolymer coatings on Mg alloys formed by plasma electrolytic oxidation in combination with electrophoretic deposition // Surface and Coatings Technology. 2015. Vol. 283. P. 347-352.

146. Машталяр Д.В., Гнеденков С.В., Синебрюхов С.Л., Имщинецкий И.М. Композиционные полимерсодержащие покрытия на сплаве магния, сформированные с использованием метода электрофоретического осаждения // Вестник ДВО РАН. 2015. Vol. 4. С. 45-52.

147. Mashtalyar D.V., Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Imshinetskiy I.M. Electrophoretic Composite Coatings on Magnesium Alloys // Solid State Phenomena. 2016. Vol. 245. P. 97-102.

148. Gnedenkov S. V., Sinebryukhov S.L., Mashtalyar D. V., Imshinetskiy I.M. Electrochemical and tribological properties of protective composite coatings on Mg-alloy MA8, formed by plasma electrolytic oxidation and electrophoresis precipitation methods // Tsvetnye Metally. 2015. № 7. P. 55-61.

Часть экспериментального материала, используемого в диссертационной работе, была получена при участии сотрудников Института химии ДВО РАН, в том числе:

- съемка и расшифровка рентгенограмм, а также интерпретация полученных результатов проводилась к.х.н., с.н.с. Т.А. Кайдаловой, ведущим инженером Л.В. Теплухиной;

- элементный состав определялся к.х.н., с.н.с. Н.В. Поляковой, ведущим инженером Ю.И. Крысь;

- низкомолекулярные фракции ультрадисперсного политетрафторэтилена предоставлены к.х.н., с.н.с. А.К. Цветниковым.

Наноразмерные порошки оксида циркония и оксида кремния были получены в ФГБУН ИМЕТ им. Байкова РАН к.т.н., с.н.с. А.В. Самохиным под руководством академика РАН Ю.В. Цветкова.

Выражаю искреннюю благодарность своему научному руководителю чл.-корр. РАН, д.х.н., профессору Сергею Васильевичу Гнеденкову, к.т.н., с.н.с. Дмитрию Валерьевичу Машталяру, д.х.н., доценту Сергею Леонидовичу Синебрюхову, за помощь в проведении экспериментальных исследований и интерпретации полученных результатов, а также всем сотрудникам отдела электрохимических систем и процессов модификации поверхности.

Искренне признателен всем ученым и специалистам, принявшим участие в проведении исследований и анализе полученных данных.