Высокотемпературный электрохимический синтез и физико-химические свойства нано-пористого железа

Одним из наиболее перспективных способов получения нанопористых металлов является селективное анодное растворение или деаллоинг менее благородных компонентов сплавов в перколяционном режиме. Свойства и потенциальные области применения металлов в нано-пористом состоянии являются одним из магистральных направлений исследований в современном материаловедении. Однако, нанопористое железо уже является одним из наиболее перспективных материалов для создания биоразлагаемых имплантов при ускоренной регенерации костной ткани. Получение нанопористого железа в случае водных растворов электролитов является сложной задачей из-за достаточно узкого электрохимического окна и выделения продуктов разложения воды. Основными идеями предлагаемого проекта являются: 1) использование ферросплавов с заметными различиями потенциалов выделения второго компонента (марганец, титан) и 2) использование хлоридных смесей щелочных металлов в качестве электролитов. Это позволит значительно интенсифицировать сам процесс растворения за счет высокой температуры и значительной разности потенциалов выделения (железа с марганцем и титаном), а также обеспечить дополнительную термообработку непосредственно во время изготовления конечного пористого материала. В проекте будет исследованы различные кинетические и температурные режимы селективного анодного растворения ферросплавов марганца и титана электрохимическими методами для удаления более электроотрицательного металла. Будут описаны закономерности изменения вольт-амперных характеристик ферросплавов, найдены области потенциалов наиболее подходящие для проведения перколяционного деаллоинга в потенциостатическом режиме, зарегистрированы зависимости изменения потенциала в гальваностатическом режиме. Будет проведена аттестация образующихся нанопористых структур разнообразными методами (сканирующая электронная микроскопия, РФА, магнитные измерения (спонтанная намагниченность, температура Кюри). Будут получены приоритетные данные о каталитических свойствах и окислении железа в нанопористом состоянии, а также даны оценки скорости атмосферной коррозии. Таким образом в проекте предлагаются комплекс экспериментальных исследований по высокотемпературному синтезу нанопористого железа в солевых расплавах и аттестация строения и физико-химических свойств.