Электрохимические и квантовохимические методы для создания функциональных материалов на основе редких и редкоземельных металлов в солевых расплавах (промежуточный)

Цель работы - развитие научных основ управления процессами электрохимического синтеза и химическими реакциями в солевых расплавах с получением многофункциональных наноструктурированных покрытий соединений тугоплавких и редкоземельных металлов.Определены коэффициенты диффузии комплексов самария в расплавах NaCl-KCl-SmCl₃, KCl-SmCl₃ и CsCl-SmCl₃. Рассчитаны формальные стандартные редокс-потенциалы ESmIII)/Sm(II) и изменение энергии Гиббса при образовании трихлорида самария в хлоридах щелочных металлов. Изучено влияние второй координационной сферы комплексов самария на стандартные константы скорости переноса заряда (ks) редокс-пары Sm(III)/Sm(II) в хлоридных расплавах. Определен следующий ряд ks (KCl) < ks (CsCl) < ks (NaCl - KCl). Установлено влияние материала электрода на ks редокс-пары Sm(III)/Sm(II). Исследовано влияние первой координационной сферы комплексов самария на ks редокс-пары Sm(III)/Sm(II) в галогенидных расплавах. Определены электрохимические и термодинамические свойства NdCl₃, растворенного в эквимолярном солевом расплаве NaCl-KCl. По методу Николсона рассчитаны ks в интервале температур 973 - 1123 К для редокс-пары Nd(III)/Nd(II). Методом анализа граничных орбиталей в титансодержащей модельной системе CaTiF₆+12CaCl₂ найден механизм переноса электрона. Установлено хорошее согласие между расчетной и экспериментальной энергиями активации переноса электрона. С помощью термодинамических расчетов определено, что энергетически более выгодно в интервале температур 973 - 1123 К образование силицида состава Nd₅Si₄ (ΔG0 = -58,3 кДж моль⁻¹). Определены условия синтеза покрытий силицидов неодима на кремниевой подложке состава Nd₅Si₄. Определены параметры получения наноразмерных пленок пентоксида ниобия на подложках из ниобия. Установлены режимы анодирования, позволяющие получать пленки толщиной от 30 до 400 нм. Определены фазовый состав переходных зон и их взаимодействие при электроосаждении тантала на стенты из никелида титана. Исследована кинетика электрокаталитической реакции разложения пероксида водорода на поверхности покрытия карбида ниобия, синтезированного на углеродных волокнах марки Карбопон-В-22 методом бесстокового переноса в солевом расплаве. Установлен порядок реакции, определены константы скорости, рассчитана энергия активации разложения пероксида водорода.