Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (НИТУ «МИСиС»), Москва, Россия:

А. Ю. Чурюмов, доцент, эл. почта: churyumov@misis.ru, каф. металловедения цветных металлов

А. И. Базлов, студент, каф. металловедения цветных металлов

Университет Тохоку, Сендай, Япония:

С. В. Кетов, науч. сотр.
Д. В. Лузгин, проф.

Получены методом магнетронного напыления и исследованы два типа материалов: нанокристаллические образцы на основе никеля и наноструктурные аморфные образцы на основе никеля и палладия. Показано, что частицы как с аморфной, так и с кристаллической структурой имеют размеры ~10 нм. При увеличении времени напыления с 1 до 5 мин размер зерен увеличивается в 1,5 раза. Относительно высокие положительные значения электродного потенциала системы в исходном (108 мВ) и стационарном состояниях (184 мВ) свидетельствуют о том, что потенциалопределяющим элементом в исследуемой системе является палладий. Наблюдаемое в процессе экспозиции устойчивое смещение потенциала системы в положительную сторону указывает на формирование на поверхности образца продуктов взаимодействия с коррозионно-активной средой, обладающих защитной способностью. Оценка изменения массы образца показала, что даже в условиях анодной поляризации в области, близкой к стационарному потенциалу коррозии, скорость растворения в данной биологической коррозионно-активной среде очень низка. Благодаря уникальным свойствам покрытия с аморфной структурой имеют широкие перспективы применения. В частности, покрытия Pd – Zr благодаря высокой коррозионной стойкости в растворе Хэнка могут быть использованы в качестве покрытий для биоимплантатов. Предполагается, что наноструктурные и кристаллические стекла на основе как никеля, так и палладия могут быть использованы в качестве катализаторов химических реакций благодаря разветвленной поверхности и наноразмерам.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках реализации комплексного проекта «Создание современного производства стеллажей хранения тепловыделяющих сборок с использованием стали с повышенным содержанием бора».

1. Gleiter H. // Progress in Materials Science. 1989. Vol. 33. P. 223.
2. Choy K. L. // Ibid. 2003. Vol. 48. P. 57–170.
3. Comber P. G., Le Madan A., Spear W. E. Electronic and structural properties of amorphous semiconductors. — London ; New York : Academic press, 1973. — 273 p.
4. Знаменский А. Г., Марченко В. А. // Журн. техн. физики. 1998. Т. 68. С. 7.
5. Каштанов П. В., Смирнов Б. М., Хипплер Р. // Успехи физических наук. 2007. Т. 177. С. 473–510.
6. Elliot S. R. Physics of amorphous materials. — Harlow : Longman Group, 1990.
7. Ebrahimi F., Bourne G. R., Kelly M. S., Matthews T. E. // Nanostructured Mater. 1999. Vol. 11. P. 343.
8. Fecht H. J. // Ibid. 1995. Vol. 6. P. 33.
9. Valiev R. Z. // Materials Science and Engineering A 234 (1997) 59.
10. Inoue A. // Acta Mater. 2000. Vol. 48. P. 279.
11. Greer A. L. // Science. 1995. Vol. 267. P. 1947.

12. Chen N., Frank R. et al. // Acta Materialia. 2011. Vol. 59. P. 6433–6440.
13. Chen N., Louzguine D. V., Xie G. Q., Sharma P., Perepezko J. H., Esashi M., Yavari A. R., Inoue A. // Nanotechnology. 2013. Vol. 24, No. 4. P. 045610–045701.
14. Liu L., Zhu J. B., Hou C., Li J. C., Jiang Q. // Materials and Design. 2012. Vol. 46. P. 675–679.
15. Kinoshita H., Kubota M., Ohno G. // Thin Solid Films. 2012. Vol. 523. P. 52–54.
16. Zou C. W., Wang H. J., Li M., Yu Y. F., Liu C. S., Guo L. P., Fu D. J. // Vacuum. 2010. Vol. 84. P. 817–822.
17. Andersson M., Högström J. et al. // Vacuum. 2012. Vol. 86. P. 1408–1416.
18. Li X. N., Li S. B., Nie L. F., Li H., Dong C., Jiang X. // Thin Solid Films. 2010. Vol. 518. P. 7390–7393.
19. Chen N., Shi X., Witte R., Nakayama K. S., Ohmura K., Wu H., Takeuchi A., Hahn H., Esashi M., Gleiter H., Inoue A., Louzguine D. V. // J. Mater. Chem. B. 2013. Vol. 1. P. 2568–2574.
20. Egami T., Waseda Y. // J. Non-Crystall. Solids. 1984. Vol. 64. P. 113–117.
21. Louzguine D. V., Inoue A. // Ibid. 2004. Vol. 337. P. 161–165.
22. Laerte Patera L., Africh C., Weatherup R. S., Blume R., Bhardwaj S., Castellarin-Cudia C., Knop-Gericke A., Schloegl R., Comelli G., Hofmann S., Cepek C. // ACS Nano. 2013. Vol. 7. P. 7901–7912.
23. Cabrera N., Mott N. F. // Reports on Progress in Physics. 1949. Vol. 12. P. 163–169.
24. Hauffe K., Ilschner B. Z. // Elekrtochem. 1954. Vol. 58. P. 382–388.
25. Жукова Ю. С., Пустов Ю. А., Филонов М. Р. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2012. Т. 48. С. 267–274.
26. Пустов Ю. А., Кошкин Б. В., Кутырев А. Е. Коррозия и защита металлов в водных средах. Практикум. — М. : Учеба, 2005. — 101 с.