Введение к работе
Актуальность работы. Локальный электрохимический анализ (ЛЭА) является весьма новым, динамично развивающимся методом исследования поверхности твердофазных объектов. Метод ЛЭА позволяет оперативно получить комплексную информацию о состоянии поверхности (элементный и фазовый состав; распределение фаз; толщина фазовых слоев и пленок, их защитные свойства и пористость; коэффициенты диффузии в многослойных и эпитаксиальных структурах и т.п.). Особый интерес вызывает использование метода ЛЭА в исследовании и контроле наноструктурированных материалов, таких, например, как эвтектические и эвтектоидные образования в кристаллической структуре термических сплавов. Не меньший интерес представляет взаимосвязь анодных свойств сплавов с их электронным строением, так как протекающие на атомном и молекулярном уровнях электрохимические реакции связаны с передачей электронов.
Работа является результатом исследований, проводимых по заказу Федерального агентства по образованию в соответствии с тематическим планом ГОУ ВПО «СамГТУ» за 2008 г., выполнена в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, № ГК П1035 и П2477, а также поддержана областным грантом «Молодой ученый. Аспирант», 2010 г.
Цель работы. Выявление закономерностей анодного поведения термических сплавов в условиях ЛЭА и их использование в исследовании и контроле поверхностного состава, кристаллической структуры и электронного строения.
Научная новизна. Научная новизна полученных результатов состоит в следующих положениях:
- получено новое уравнение для парциального тока растворения металла
из матрицы трехкомпонентных эвтектических сплавов кадмий-олово-
висмут, которое может быть использовано для построения фазовой
диаграммы «состав-ток» данной системы;
впервые методом ЛЭА на примере сплавов олово-сурьма изучены анодные свойства перитектической системы сплавов с интерметаллическим соединением. Построена фазовая диаграмма «состав--ток» системы. Установлен фазовый состав сплавов и определены фазовые поля системы;
получено новое уравнение для парциального тока и распределения растворяющейся фазы в матрице гетерогенного сплава, которое может быть использовано для построения фазовой диаграммы «состав-ток» двухкомпонентных гетерогенных сплавов;
разработан способ ЛЭА гетерогенных и гомогенных сплавов, не требующий градуировки;
методом ЛЭА исследованы закономерности распределения фаз в эвтектических и эвтектоидных структурах;
методом ЛЭА изучено электронное строение сплавов медь-никель. Получены уравнения для расчета работы выхода электрона.
Практическая значимость работы. Предложены экспресс-методики ЛЭА гетерогенных и гомогенных сплавов, не требующие использования стандартных образцов сплавов.
Разработаны методики для оценки распределения фаз в эвтектических и эвтектоидных структурах сплавов, методики оценки их электронной структуры.
Основные положения, выносимые на защиту:
результаты исследования растворения металла из матрицы трехкомпонентных эвтектических сплавов;
- результаты исследования анодных свойств и состава перитектической
системы сплавов олово-сурьма;
- результаты исследования распределения растворяющейся фазы в матрице
гетерогенного сплава;
- результаты исследования кристаллической структуры эвтектических
сплавов;
- результаты исследования электронного строения сплавов медь-никель.
Апробация результатов диссертации. Результаты работы докладывались на: VI Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика - 2006», (Самара, 2006); International congress «Modern Physical Chemistry for advanced materials» (MPC'07), (Kharkiv, 2007); II и III Всероссийской конференции «Аналитика России» с международным участием. (Краснодар. 2007, 2009); VII Всероссийской конференции по электрохимическим методам анализа «ЭМА-2008», (Уфа, 2008); Всероссийской конференции «Электрохимия и экология», (Новочеркасск, 2008); II Международном форуме «Аналитика и аналитики», (Воронеж, 2008); XVII Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов», (Самара, 2009).
Публикации. По содержанию диссертационной работы опубликовано 18 работ, в том числе 6 статей (из перечня ВАК) и 12 тезисов докладов, 7 из которых опубликованы в сборниках трудов международных конференций.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 122 страницах машинописного текста, включая 26 таблиц, 15 рисунков и состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы из 147 наименований.
