Zr- и Ce-содержащие оксидные покрытия на титане: закономерности формирования, состав, строение, морфология поверхности

Исследованы покрытия, содержащие оксиды циркония и/или оксиды церия на поверхности титана, сформированные методом плазменно-электролитического оксидирования. Работа посвящена установлению закономерностей влияния плотности тока и длительности гальваностатической обработки в электролитах с сульфатом циркония(IV) и/или сульфатом церия(III) на состав, строение, толщину и морфологию поверхности покрытий, формируемых на титане. Подробно изучены кинетика роста, поведение элементного и фазового составов, толщины и морфологии поверхности покрытий. Получено уравнение, связывающее толщину покрытий с количеством пропущенного электричества. Установлено неоднородное распределение циркония и титана по сечению покрытий, концентрирование циркония в поверхностном слое покрытий. Выявлено наличие нанопроволок на поверхности. Найдено, что дно и стенки пор в покрытиях содержат цирконий и титан в восстановленном, а не окисленном состояниях. Показано, что после длительного отжига на воздухе при температуре 850°С вследствие диффузии титана и кислорода резко возрастает толщина оксидных слоев, а на поверхности покрытий образуются кристаллы оксида титана. Полученные результаты расширяют представление о применении плазменно-электролитического оксидирования для формирования на титане поверхностных слоев с оксидами циркония и церия, их составе, строении и температурном поведении. Установленные взаимосвязи позволяют формировать на титане покрытия определенной толщины и с нужным соотношением оксидов циркония, церия и титана. Показано, что изученные композиты «покрытие с оксидами циркония, церия и титана/титан» перспективны для применения в качестве защитных, биосовместимых, а также носителей каталитически активной массы в катализаторах. Области применения: физическая химия, электрохимия, фотохимия, авиастроение.