Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В отчетный период (2020-2021 гг.) выполнены следующие работы: К концу первого года реализации проекта были проведены исследования, направленные на разработку способа формирования композиционных полимерсодержащих покрытий на магниевом сплаве МА8, алюминиевом сплаве АМг3, технически чистом титане ВТ1-0. Разработаны электролиты, режимы плазменной электролитической обработки с целью формирования поверхностных слоев, имеющих развитую морфологию поверхности. Получены стабильные суспензии фторорганических веществ. Разработан способ формирование композиционных покрытий с учетом особенностей обрабатываемых материалов. Исследованы состав, структура как исходных ПЭО-слоев, так и композиционных полимерсодержащих слоев. Принято участие в работе двух международных конференций и симпозиумов. Результаты исследований, полученных в ходе выполнения гранта Российского научного фонда, были опубликованы в 2 статьях, одна из которых в ходит в Q2. Получены следующие научные результаты. 1. Разработаны электролитические системы, применение которых позволяет формировать поверхностный слой методом ПЭО на образцах из магниевого сплава МА8, алюминиевого сплава АМг3, технически чистого титана ВТ1-0. Исследовано влияние концентрации веществ, входящих в состав применяемых электролитов, на состав и свойства формируемых структур. 2. Разработаны оптимальные режимы плазменного электролитического синтеза покрытий, позволяющие формировать поверхностный слой на образцах из магниевого сплава МА8, алюминиевого сплава АМг3, технически чистого титана ВТ1-0. Был использован многостадийный биполярный (в случае титана – монополярный) режим оксидирования. 3. Разработаны стабильные дисперсии фторорганических материалов. 4. Разработан способ формирования композиционных покрытий методом распыления, подобраны кратность нанесения фторорганического материала, параметры распыления, температурный режим, время термической обработки. 5. Исследованы состав и структура ПЭО-покрытий и полимерсодержащих слоев методами рентгенофазового анализа, энергодисперсионного анализа, оптической и сканирующей электронной микроскопии, рамановской спектроскопии. 6. Оптимизированы состав электролитов и режимы плазменного электролитического оксидирования, а также состав дисперсий и режимы формирования полимерсодержащих композиционных слоев. В отчетный период реализации проекта (2020-2021 гг.) результаты исследований были опубликованы таких научных журналах, как Materials (Q2) и Key Engineering Materials (Q3), индексируемых в базах данных Web of Science, Scopus и РИНЦ, для ознакомления российской и международной общественности. Результаты исследований, полученных в ходе выполнения данного гранта Российского научного фонда, были освещены в работе двух международных конференций и симпозиумов. В период с 21 августа по 23 августа 2020 г. было принято участие в Международном симпозиуме по материалам и технологии (International Symposium on Materials Science and Engineering, Сеул, Южная Корея). В устном докладе «Composite coatings formed on PEO pretreated MA8 magnesium alloy in aqueous suspension of PTFE» были представлены результаты, полученные в рамках исследования, проводимого по проекту РНФ № 20-73-00280. В период с 16 апреля по 19 апреля 2021 г. было принято участие в пятой Международной конференции по материаловедению и производству материалов (5th International Conference on Material Engineering and Manufacturing, Тиба, Япония). В устном докладе «Study of Thermal Stability of Superhydrophobic Properties of Coatings Formed on Magnesium Alloy» были представлены результаты, полученные в рамках исследования, проводимого по проекту РНФ № 20-73-00280.

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
В отчетный период (2021–2022 гг.) выполнены следующие работы. К концу второго года реализации проекта был проведен комплексный анализ коррозионных свойств композиционных слоев, полученных на образцах из магниевого сплава МА8, алюминиевого сплава АМг3, технически чистого титана ВТ1-0 и сравнение их, как с базовыми ПЭО-покрытиями, так и с исходными образцами без покрытия. Проведен комплексный анализ механических свойств композиционных слоев, полученных на образцах из магниевого сплава МА8, алюминиевого сплава АМг3, технически чистого титана ВТ1-0 и сравнение их, как с базовыми ПЭО-покрытиями, так и с исходными образцами без покрытия. Исследованы смачиваемость композиционных покрытий во взаимосвязи с их составом, структурой и морфологическими особенностями. Изучены адгезионные свойства и прочностные характеристик поверхностных слоев, сформированных на образцах, изготовленных из магниевого сплава МА8, алюминиевого сплава АМг3, технически чистого титана ВТ1-0. Проведены климатические атмосферные испытания в камере соляного тумана образцов без покрытий, с базовыми ПЭО-покрытиями и композиционными покрытиями. Осуществлен сравнительный анализ и выявлен оптимальный способ формирования защитных многофункциональных покрытий на образцах из магниевого сплава МА8, алюминиевого сплава АМг3, технически чистого титана ВТ1-0 с наилучшими функциональными параметрами. Сделаны общие выводы о защитных характеристиках полученных в ходе выполнения проекта композиционных покрытий на магниевых, алюминиевых и титановых сплавах. Принято участие в работе трех международных конференций и симпозиумов с пятью докладами. Результаты исследований, полученных в ходе выполнения гранта Российского научного фонда, были опубликованы в 4 статьях, три из которых входят в Q1. Получены следующие научные результаты. Методами потенциодинамической поляризации и электрохимической импедансной спектроскопии проведен комплексный анализ коррозионных свойств композиционных слоев, полученных на образцах из магниевого сплава МА8, алюминиевого сплава АМг3, технически чистого титана ВТ1-0 и сравнение их, как с базовыми ПЭО-покрытиями, так и с исходными образцами без покрытия. Установлены особенности переноса заряда через границу раздела фаз электрод / электролит для образцов с различными типами поверхностной обработки, предложены соответствующие эквивалентные электрические схемы. Установлено, что композиционные покрытия на магниевом сплаве снижают плотность тока коррозии более чем на 6 и 3 порядка в сравнении с материалом без покрытия и с ПЭО-покрытием, соответственно. Для полимерсодержащих слоев, синтезированных на алюминиевом сплаве, снижение плотности тока коррозии составляло более 4 и 3 порядка по сравнению с образцами без покрытия и с ПЭО-слоем, соответственно. Плотность тока коррозии для образцов с композиционным покрытием, сформированном на технически чистом титане ВТ1-0, снизилась более чем порядок в сравнении с титаном без покрытия и более чем в два раза – с ПЭО-покрытием. Методами трибометрии и микротвердометрии проведен комплексный анализ механических свойств композиционных слоев, полученных на образцах из магниевого сплава МА8, алюминиевого сплава АМг3, технически чистого титана ВТ1-0 и сравнение их, как с базовыми ПЭО-покрытиями, так и с исходными образцами без покрытия. Выявлены и объяснены стадии износа полимерсодержащих покрытий. Установлено, что нанесение данного вида покрытий снижает износ по сравнению с ПЭО-слоем на 1 (МА8), 2 (АМг3) и 3 порядка (ВТ1-0). Выявлено и объяснено распределение твердости покрытий по толщине, связанное со структурными особенностями базовых ПЭО-покрытий. Исследована смачиваемость композиционных покрытий во взаимосвязи с их составом, структурой и морфологическими особенностями. Установлено, что в зависимости от метода обработки поверхности цветных металлов и сплавов покрытия обладают гидрофобными и супергидрофобными свойствами. Супергидрофобность композиционных слоев является следствием низкой поверхностной энергии политетрафторэтилена, входящего в состав сформированных покрытий, а также наличия на поверхности неупорядоченной иерархической структуры. Изучены адгезионные свойства и прочностные характеристик поверхностных слоев, сформированных на образцах, изготовленных из магниевого сплава МА8, алюминиевого сплава АМг3, технически чистого титана ВТ1-0. Выявлено, что наличие в составе покрытий фторполимера приводит к возрастанию адгезионных характеристик, что обусловлено тем, что полимерная компонента не только придает антифрикционные свойства покрытиям, но и обеспечивает равномерное распределение нагрузки при нанесении царапины. Проведены климатические атмосферные испытания в камере соляного тумана образцов без покрытий, с базовыми ПЭО-покрытиями и композиционными покрытиями. Композиционные покрытия обеспечивают высокие защитные характеристики в процессе ускоренных климатических испытаний в камере соляного тумана с сохранением собственной гидрофобности. Осуществлен сравнительный анализ и выявлен оптимальный способ формирования защитных многофункциональных покрытий на образцах из магниевого сплава МА8, алюминиевого сплава АМг3, технически чистого титана ВТ1-0 с наилучшими функциональными параметрами. Согласно совокупности полученных данных наиболее высокие защитные свойства выявлены у покрытий с трехкратной обработкой фторорганическими дисперсиями. Сделаны общие выводы о защитных характеристиках полученных в ходе выполнения проекта композиционных покрытий на магниевых, алюминиевых и титановых сплавах. Представлены рекомендации по применению композиционных покрытий в зависимости от требуемых условий эксплуатации. В отчетный период реализации проекта (2021-2022 гг.) результаты исследований были опубликованы таких научных журналах, как Journal of Magnesium and Alloys (Q1), Surface and Coatings Technology (Q1), Solid State Phenomena (Q3), индексируемых в базах данных Web of Science, Scopus и РИНЦ, для ознакомления российской и международной общественности. Результаты исследований, полученных в ходе выполнения данного гранта Российского научного фонда, были освещены в работе трех международных конференций и симпозиумов. В период с 4 по 6 октября 2021 г. было принято участие в VIII Международном симпозиуме «Химия и химическое образование» (Владивосток, Россия). В трех устных докладах были представлены результаты, полученные в рамках исследования, проводимого по проекту РНФ № 20-73-00280. В период с 5 по 8 октября 2021 г. было принято участие в Международной конференции «Физика и технологии перспективных материалов-2021» (Уфа, Россия). В устном докладе «Формирование композиционных покрытий на алюминиевом сплаве АМг3» были представлены результаты, полученные в рамках исследования, проводимого по проекту РНФ № 20-73-00280. В период с 11 по 13 октября 2021 г. было принято участие в Международной встрече и выставке по материаловедению и наноматериалам (International Meet & Expo on Materials Science and Nanomaterials, Валенсия, Испания). В приглашенном докладе «Composite Coatings Formed on Non-ferrous Metals by PEO and Fluoropolymers» были представлены результаты, полученные в рамках исследования, проводимого по проекту РНФ № 20-73-00280.