Випуски МФіНТ »  Том 47, випуск 11

Покриття на основі кобальтового стопу для захисту титану від проникнення Гідроґену

В. А. Дехтяренко$^{1,2}$, Т. В. Прядко$^{1}$, В. В. Кирильчук$^{1}$, М. С. Нізамеєв$^{1}$, В. І. Бондарчук$^{1}$

$^{1}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, вул. Казимира Малевича, 11, 03150, Київ, Україна

Отримано: 19.06.2025; остаточний варіант - 11.09.2025. Завантажити: PDF

Методами рентґенівської фазової аналізи та сканувальної електронної мікроскопії досліджено мікроструктуру та фазовий склад нового типу захисних покриттів на основі системи Co–NbC у вихідному стані та після відпалу. Відпал титанових зразків із нанесеним покриттям було проведено у вакуумі та середовищі водню. Встановлено, що, незалежно від використаної атмосфери, під час відпалу відбулося розтріскування захисного покриття, в першу чергу, через ріжницю коефіцієнтів термічного розширення співіснуючих у ньому фаз. Додатковим чинником впливу на цей процес був розпад фаз, оскільки у структурі покриття під час відпалу утворилася нова фаза, яку було ідентифіковано як оксид Алюмінію. Показано, що дане покриття може витримувати нагрів до температури у 500°С, але водночас витримка має не перевищувати 20 хвилин. Збільшення часу витримки за вказаної температури (до 120 хвилин) привело до активної реакції взаємодії водню з основою (титаном). Визначено, що кількість увібраного зразком водню за вказаний проміжок часу становить ≅ 0,22 мас.% за середньої швидкости у ≅ 0,0025 мас.%/хв. (для порівняння: йодидний титан за аналогічний проміжок часу здатен увібрати ≅ 1,40 мас.%).

Ключові слова: титан, водень, стоп на основі кобальту, захисне покриття, мікроструктура.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i11/1185.html

PACS: 61.72.Ff, 68.37.Hk, 68.43.Mn, 68.60.Dv, 81.15.Cd, 81.40.Gh, 81.65.Kn

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. S. W. Boettcher, Chem. Rev., 124, No. 23: 13095 (2024).
  2. Y. C. Malede, A. Y. Adesina, F. Ashraf, and A. A. Sorour, Renew Sustain Energy Rev, 215: 115528 (2025).
  3. H. Yu, A. Díaz, X. Lu, B. Sun, Y. Ding, M. Koyama, J. He, X. Zhou, A. Oudriss, X. Feaugas, and Z. Zhang, Chem. Rev., 124, No. 10: 6271 (2024).
  4. O. Barrera, D. Bombac, Y. Chen, T. D. Daff, E. Galindo-Nava, P. Gong, D. Haley, R. Horton, I. Katzarov, J. R. Kermode, C. Liverani, M. Stopher, and F. Sweeney, J Mater Sci., 53: 6251 (2018).
  5. M. L. Martin, M. Dadfarnia, A. Nagao, S. Wang, and P. Sofronis, Acta Mater., 165: 734 (2019).
  6. V. G. Gavriljuk, V. M. Shyvaniuk, and S. M. Teus, Hydrogen in Engineering Metallic Materials (Cham: Springer: 2022).
  7. P. Cavaliere, Hydrogen Embrittlement in Metals and Alloys (Cham: Springer: 2025).
  8. V. A. Dekhtyarenko, T. V. Pryadko, О. І. Boshko, V. V. Kirilchuk, H. Yu. Mykhailova, and V. I. Bondarchuk, Prog. Phys. Met., 25, No. 2: 276 (2024).
  9. P. Cavaliere, Hydrogen Embrittlement in Metals and Alloys (Cham: Springer: 2025).
  10. M. B. Djukic, G. M. Bakic, V. S. Zeravcic, A. Sedmak, and B. Rajicic, Corrosion, 72, No. 7: 943 (2016).
  11. D. Oryshych, V. Dekhtyarenko, T. Pryadko, V. Bondarchuk, and D. Polotskiy, Machines. Technologies. Materials, 13, No. 12: 561 (2019).
  12. M. Hao, Y. Fu, Q. Hu, X. Lu, H. Zhang, Y. Ba, Y. Xie, K. Liu, and D. Li, J. Ind. Eng. Chem., 145: 491 (2025).
  13. V. A. Dekhtyarenko, D. G. Savvakin, V. I. Bondarchuk, V. M. Shyvanyuk, T. V. Pryadko, and O. O. Stasiuk, Prog. Phys. Met., 22, No. 3: 307 (2021).
  14. V. A. Dekhtyarenko, T. V. Pryadko, T. P. Vladimirova, C. V. Maksymova, O. M. Semyrga, and V. I. Bondarchuk, Prog. Phys. Met., 25, No. 4: 765 (2024).
  15. E. Tal-Gutelmacher and D. Eliezer, Glass. Phys. Chem., 31: 96 (2005).
  16. B. J. M. Freitas, A. L. Vidilli, A. B. Guerra, D. C. F. Ferreira, A. H. Kasama, M. T. P. Paes, G. Y. Koga, and C. Bolfarini, J. Alloys Compds., 1019: 179258 (2025).
  17. M. Wetegrove, M. J. Duarte, K. Taube, M. Rohloff, H. Gopalan, C. Scheu, G. Dehm, and A. Kruth, Hydrogen, 4, Nо. 2: 307 (2023).
  18. О. М. Ivasyshyn, D. H. Savvakin, V. А. Dekhtyarenko, and О. О. Stasyuk, Mater. Sci., 54: 266 (2018).
  19. Q. Xu and J. Zhang, Sci Rep., 7: 16927 (2017).
  20. W. Yang, E. Hwang, H. Kim, S. Ahn, S. Kim, and H. Castaneda, Surf. Coat. Technol., 378: 124911 (2019).
  21. M. Tamura and T. Eguchi, J Vac. Sci. Technol., A33: 0415031 (2015).
  22. D. I. Cherkez, A. V. Spitsyn, A. V. Golubeva, O. I. Obrezkov, S. S. Ananyev, N. P. Bobyr, and V. M. Chernov, Phys. Atom. Nuclei, 82: 1010 (2019).
  23. J. Liu, Y. Guo, X. Xing, X. Zhang, Y. Yang, and G. Cui, Int. J. Нydrogen Energy, 101: 504 (2025).
  24. C. E. E. Rönnebro, R. L. Oelrich, and R. O. Gates, Molecules, 27, No. 19: 6528 (2022).
  25. Е. M. Rudenko, M. V. Dyakin, I. V. Korotash, D. Yu. Polotskiy, and V. A. Dekhtyarenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 47, No. 7: 703 (2025).
  26. G. D. Tolstolutska, G. D. Tolstolutska, M. O. Azarenkov, V. A. Bilous, O. S. Kuprin, and M. G. Ishchenko, Probl. Atomic Sci. Technol., 152, No. 4: 100 (2024).
  27. V. Dekhtyarenko, I. Zagorulko, О. Boshko, T. Pryadko, V. Kyrylchuk, O. Semyrga, I. Evlash, D. Stepanov, and V. Bondarchuk, МаÌàtеrials Science. Non-Equilibrium Phase Transformations, 10, No. 1: 33 (2024).
  28. H. Y. Mykhailova, V. A. Dekhtyarenko, and Y. V. Vasylyk, MRS Communications, 13: 1288 (2023).
  29. V. A. Dekhtyarenko, MRS Communications, 14: 337 (2024).
  30. V. Nemanič, Nucl. Mater. Energy, 19: 451 (2019).
  31. T. S. Cherepova, G. P. Dmitrieva, A. V. Nosenko, and A. M. Semirga, Science and Innovation, 10, No. 4: 20 (2014).
  32. G. P. Dmitrieva, T. S. Cherepova, and T. V. Pryadko, Prog. Phys. Met., 22, No. 4: 678 (2021).
  33. N. N. Greenwood and A. Earnshaw, Chemistry of the Elements. 2nd Ed. (Oxford: Butterworth Heinemann: 1997).
  34. V. A. Dekhtyarenko, T. V. Pryadko, T. P. Vladimirova, S. V. Maksymova, H. Yu. Mykhailova, and V. I. Bondarchuk, Prog. Phys. Met., 25, No. 3: 520 (2024).
  35. G. P. Dmytrieva, T. S. Cherepova, T. V. Pryadko, and Yu. S. Semenova, MRS Communications, 15: 99 (2025).
  36. V. G. Ivanchenko, V. A. Dekhtyarenko, and T. V. Pryadko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 37, No. 4: 521 (2015).
  37. O. M. Ivasishin, D. G. Savvakin, M. M. Gumenyak, and A. B. Bondarchuk, Key Eng. Mater., 520: 121 (2012).
  38. V. A. Dekhtyarenko, D. G. Savvakin, O. O. Stasiuk, and D. V. Oryshych, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 44, No. 7: 887 (2022).
  39. O. M. Ivasyshyn and D. H. Savvakin, Mater. Sci., 51: 465 (2016).
  40. T. V. Pryadko, V. A. Dekhtyarenko, V. I. Bondarchuk, M. A. Vasilyev, and S. M. Voloshko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 10: 1419 (2020).
  41. T. V. Pryadko, V. A. Dekhtyarenko, and A. A. Shkola, Mater. Sci., 56: 75 (2020).

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 1979 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»