Посмотреть текст статьи

ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СОСТАВ, СТРУКТУРУ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕДИ И ЛАТУНИ

INFLUENCE OF HIGH–ENERGY PROCESSING ON THE COMPOSITION, STRUCTURE AND ELECTROCHEMICAL PROPERTIES OF COPPER AND BRASS

 

Борисова Елена Михайловна, доцент кафедры теплоэнергетики, ФГБОУ ВО «Удмуртский государственный университет», г. Ижевск

Решетников Сергей Максимович, профессор кафедры фундаментальной и прикладной химии, ФГБОУ ВО «Удмуртский государственный университет», г. Ижевск

 

Borisova Elena Mikhailovna, Associate Professor, Department of Thermal Power Engineering, Udmurt State University, Izhevsk

Reshetnikov Sergey Maksimovich, Professor of the Department of Fundamental and Applied Chemistry, Udmurt State University, Izhevsk

 

Аннотация

В представленной работе приведены результаты исследования поверхностных слоев меди и латуни, подвергнутых короткоимпульсной лазерной обработке. В соответствии с результатами анализа ранее проведенных исследований выбраны наиболее подходящие режимы лазерного воздействия, обеспечивающие повышение антикоррозионных свойств. Выполнен анализ поверхности, исследование состава и структуры методом рентгеновской фотоэлектронной спектороскопии. Проведены также электронно–микроскопические исследования и рентгенофлуоресцентный энергодисперсионный анализ. Представлен анализ результатов коррозионно–электрохимических испытаний образцов, сделаны выводы о взаимосвязи параметров обработки с улучшением антикоррозионных свойств. Выявлено влияние параметров лазерного излучения на формирующийся защитный слой.

Annotation

The work presents the results of a study of the surface layers of copper and brass subjected to short–pulse laser processing. In accordance with the results of the analysis of previously conducted studies, the most suitable laser exposure modes were selected to ensure an increase in anti-corrosion properties. Surface analysis, composition and structure studies were performed using X–ray photoelectron spectroscopy. Electron microscopy studies and X–ray fluorescence energy dispersive analysis were also carried out. An analysis of the results of corrosion–electrochemical tests of samples is presented, conclusions are drawn about the relationship between processing parameters and the improvement of anti–corrosion properties. The effect of parameters of laser radiation on the forming protective layer has been revealed.

Ключевые слова: медь, медный сплав, структура поверхностного слоя, коррозионная стойкость, короткоимпульсная лазерная обработка.

Keywords: copper, copper alloy, surface layer structure, corrosion resistance, short–pulse laser processing.

Список литературы

1. Томашов Н.Д., Чернова Г.П. Теория коррозии и коррозионностойкие конструкционные сплавы. М.: Металлургия, 1993, 416 с.
2. Семенова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов А.В. Коррозия и защита от коррозии. М.: Физматлит, 2002, 336 с.
3. Петрова Л.Г., Потапов М.А., Чудина О.В. Электротехнические материалы: Учебное пособие/МАДИ (ГТУ). М., 2008. 198 с.
4. Евстифеев В.В., Корытов М.С. Электротехнические материалы, пластмассы, резины, композиты: учебное пособие. Омск: Изд–во СибАДИ, 209, 36 с.
5. Ловшенко Ф.Г., Ловшенко Г.Ф., Лозиков И.А. Бронзы электротехнического назначения и особенности их производства // Вестник Белорусско–Российского университета. 2012. №3 (36). С. 36–52.
6. Ри Э.Х., Ри Хосен, Дорофеев С.В., Живетьев А.С., Жернова Т.С., Князев Г.А. Влияние обучения жидкой фазы наносекундными электромагнитными импульсами на процессы кристаллизации и структурообразваония, свойства меди и оловянистой бронзы // Литье и металлургия. 2012. №3 (67). С. 136–139.
7. Коржов В.П. Модифицирование поверхности электрических контактов из сплава Cu–30% Cr // Вестник ТГУ. 2010. Вып. 3. С. 943–944.
8. Кравченко О.В., Быстров В.П., Кравченко Л.Л. Влияние физических методов воздействия на процесс пассивации меди // Горный информационно–аналитический бюллетень (научно–технический журнал). 2014. №3. С. 317–322.
9. Колотыркин В.И., Княжева В.М. Возможности вы сокоэнергетических методов обработки поверхностей металлов для защиты от коррозии. Защита металлов, 1991, Т.27, №2, с.184–186.
10. Васильев В.Ю., Бетуганов М.А., Исаев Н.И,, Кузьменко Т.Г., Яковлев В.Б., Шумилов В.Н. Влияние ионной имплантации на ЭХ характери стики сплавов. Защита металлов, 1981, Т.12, №5, с.543–545.
11. Паршутин В.В., Пышкин С.Л. Исследование свойств модифицированной поверхности сталей. Защита металлов, 1994, Т.30, №3, с.276–281.
12. Решетников С.М., Гильмутдинов Ф.З., Борисова Е.М., Бакиева О.Р., Воробеьв В.Л. Влияние имплантации кислорода на коррозионно–электрохимические свойства меди. Коррозия: материалы, защита, 2017, №9, с.21–30.
13. Борисова Е.М., Решетников С.М., Гильмутдинов Ф.З., Бакиева О.Р., Павлова А.Ю. Короткоимпульсная лазерная обработка алюминия как метод синтеза наноразмерных оксидных слоев // Тезисы докладов в пяти томах. ХХ Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. 2016. С. 202.
14. Шрон Л.Б., Ягьяев Э.Э. Абхаирова С.В., Гумеров А.К. Повышение коррозионной стойкости сварных соединений из углеродистых сталей методом лазерной абляции // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2022. №1–2. С. 48–52.
15. Борисова Е.М., Решетников С.М., Гильмутдинов Ф.З., Харанжевский Е.В. Влияние короткоимпульсной лазерной обработки на коррозионно–электрохимические свойства меди // От синтеза полиэтилена до стереодивергентности: развитие химии за 100 лет. Материалы Международной научной конференции, посвященной 100–летию кафедры органической химии ПГНИУ. 2018. С. 218–221.
16. Борисова Е.М., Решетников С.М., Фатхутдинова А.М. Улучшение антикоррозионных свойств некоторых сплавов меди как потенциальных материалов для электрических контактных соединений // Вестник Пермского университета. Серия: Химия. 2022. Т.12. №4. С. 209–220.

Literature

1. Tomashov N.D., Chernova G.P. Teoriya korrozii i korrozionnostoykie konstruktsionnye splavy [Theory of corrosion and corrosion–resistant structure alloys]. Moscow: Metallurgiya Publ., 1993, 416 p.
2. Semenova I.V., Florianovich G.M., Khoroshilov A.V. Korroziya i zashchita ot korrozii [Corrosion and corrosion protection]. Moscow: Fizmatlit Publ., 2002, 336 p.
3. Petrova L.G., Potapov M.A., Chudina O.V. Electrotechnical materials: Textbook / MADI (GTU). M., 2008. 198 p.
4. Evstifeev V.V., Korytov M.S. Electrotechnical materials, plastics, rubbers, composites: textbook. Omsk: SibADI Publishing House, 209, 36 p.
5. Lovshenko F.G., Lovshenko G.F., Lozikov I.A. Bronzes for electrical purposes and features of their production // Bulletin of the Belarusian–Russian University. 2012. №3 (36). pp. 36–52.
6. Ree E.Kh., Ree Hosen, Dorofeev S.V., Zhivetiev A.S., Zhernova T.S., Knyazev G.A. Influence of liquid phase training by nanosecond electromagnetic pulses on the processes of crystallization and structure formation, properties of copper and tin bronze // Casting and metallurgy. 2012. №3 (67). pp. 136–139.
7. Korzhov V.P. Modification of the surface of electrical contacts from Cu–30% Cr alloy // Bulletin of TSU. 2010. Issue. 3. pp. 943–944.
8. Kravchenko O.V., Bystrov V.P., Kravchenko L.L. Influence of physical methods of influence on the copper passivation process // Mining information and analytical bulletin (scientific and technical journal). 2014. №3. pp. 317–322.
9. Kolotyrkin V.I., Knyazheva V.M. Possibilities of high–energy metal surface treatment methods for corrosion protection // Metal Protection, 1991, v.27, №.2, pp.184–186.
10. Vasilyev V.Yu., Betuganov M.A, Isaev N.I., Kuzmenko T.G., Yakovlev V.B., Shumilov V.N. Effect of ion implantation on the electrochemical characteristics of alloys // Metal Protection, 1981, v.12, №5, pp.543–545.
11. Parshutin V.V., Pyshkin S.L. Investigation of the properties of modified steel surface // Metal Protection], 1994, v.30, №3, pp.276–281.
12. Reshetnikov S.M., Gilmutdinov F.Z., Borisova E.M., Bakieva O.R. Effect of oxygen implantation on the corrosion–electrochemical properties of copper // Corrosion: Materials, Protection, 2017, №9, pp.21–30.
13. Borisova E.M., Reshetnikov S.M., Gilmutdinov F.Z., Bakieva O.R., Pavlova A.Yu. Short–pulse laser processing of aluminum as a method for the synthesis of nanosized oxide layers // Abstracts in five volumes. XX Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. 2016. P.202.
14. Shron L.B., Yagyaev E.E. Abkhairova S.V., Gumerov A.K. Improving the corrosion resistance of welded joints from carbon steels by laser ablation // Transport and storage of petroleum products and hydrocarbon raw materials. 2022. №1–2. pp. 48–52.
15. Borisova E.M., Reshetnikov S.M., Gilmutdinov F.Z., Kharanzhevsky E.V. Influence of short–pulse laser treatment on the corrosion–electrochemical properties of copper // From polyethylene synthesis to stereodivergence: development of chemistry over 100 years. Proceedings of the International Scientific Conference dedicated to the 100th anniversary of the Department of Organic Chemistry, PSNIU. 2018, pp. 218–221.
16. Borisova E.M., Reshetnikov S.M., Fatkhutdinova A.M. Improving the anti–corrosion properties of some copper alloys as potential materials for electrical contact connections // Bulletin of Perm University. Series: Chemistry. 2022. v.12. №4. pp. 209–220.