Особливості формування захисних оксидних наноплівок на поверхні карбіду, нітриду, бориду та силіциду титану при електрохімічному окисненні

Abstract

За допомогою методів потенціодинамічних анодних поляризаційних кривих та кількісної Оже-електронної спектроскопії вивчені механізми анодного окиснення у 3%-ному розчині NaCl, що імітує морську воду, зразків TiC та TiB2, отриманих методом високотемпературного ізостатичного пресування, зразків TiN, отриманих методом гарячого пресування, та зразків TiSi2, одержаних спіканням в аргоні відповідного пресованого порошку. Встановлено, що в результаті електролізу на поверхні зразків утворюється плівка, що складалась у випадку TiN з оксинітриду TiNxOy та захисного наношару рутилу TiO2, у випадку TiC — з оксикарбіду TiCxOy, а захисний шар рутилу починає утворюватися лише при глибокій поляризації. У випадку TiB2 над рутилом утворюється захисна наноплівка титанату натрію Na4TiO4, а на поверхні найстійкішого зразка TiSi2 — шар оксидів TiO2 і SiO2 у співвідношенні 1 : 4. При невисоких потенціалах, звичайних у реальних умовах, стійкість до електрохімічного окиснення зростає у ряду TiB2→TiN→TiC→TiSi2.

Within the method of potentiodynamical anodic polarization curves and the quantitative Auger-electron spectroscopy, the mechanisms of anodic oxidation of TiC and TiB2 specimens obtained by the method of high-temperature isostatic pressing, TiN specimens obtained by the method of hot pressing, and TiSi2 specimens obtained by the sintering of a pressed powder in Ar are studied. The oxidation was carried out in a 3%-solution of NaCl imitating the sea water. It is established that, as a result of elecrolysis, a film formed of oxynitride TiNxOy in the case of TiN and of a protective nanolayer of rutile TiO2 is created on the surface of specimens. For TiC, the oxide film is composed of oxycarbide TiCxOy, and the protective layer of rutile is formed only under conditions of high polarization. For TiB2, the protective nanofilm of Na4TiO4 is formed above rutile. On the surface of the most stable TiSi2 specimen, the layer of TiO2 and SiO2 oxides is formed in the ratio 1 : 4. At low potentials typical under real conditi ns, the stability against electrochemical oxidation increases in the row TiB2→TiN→TiC→TiSi2.