Зависимость анодного поведения силицидо-германидов марганца в водном растворе сульфата натрия от содержания германия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методами вольтамперометрии и импедансной спектроскопии изучено электрохимическое поведение тройных систем силицидо-германидов марганца с различным соотношением в них германия и кремния в 0.5 M водном растворе сульфата натрия. Показано, что устойчивость материалов к окислению уменьшается с ростом доли германия, не способного, в отличие от кремния, образовывать на поверхности материала слой устойчивых оксидов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. Л. Ракитянская

Пермский государственный национальный исследовательский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: irisa@yandex.ru
Россия, Пермь

Д. А. Мясников

Пермский государственный национальный исследовательский университет

Email: mda@psu.ru
Россия, Пермь

Список литературы

  1. Gonzalez-Rodriguez, J.G., Rosales, I., Casales, M., Serna, S., and Martinez S., Corrosion performance of molybdenum silicides in acid solutions, Mater. Sci. and Engineering: A., 2004, vol. 371, p. 217.
  2. Chen, H., Shao, X., Ma, J., and Huang, B.X., Corrosion and microstructure of the metal silicide (Mo1−xNbx)5Si3, Corrosion Sci., 2013, vol. 70, p. 152.
  3. Chen, X. and Liang, C., Transition Metal Silicides: Fundamentals, Preparation and Catalytic Appl. Catal. Sci. & Technol., 2019, vol. 9, p. 4785.
  4. Wang, D., Li, P., Kang, K., Zhang, C., Yin, J., Jiang, M., and Zeng, X., Corrosion behaviors of Cr13Ni5Si2 based composite coatings prepared by laser-induction hybrid cladding, Surface and Coatings Technol., 2016, vol. 300, p. 128.
  5. Li, R.P., Chen, H., Hao, X.H., Zhao, X.C., and Huang, B.X., Microstructure, mechanical properties and tribocorrosion characteristics of (Mo1-xCrx)5Si3 alloys, Intern. J. Refractory Metals and Hard Materials, 2023, vol. 115, p. 106291.
  6. Шеин, А. Б. Электрохимия силицидов и германидов переходных металлов, Пермь: Изд-во Перм. гос. ун-та, 2009. 269 с. [Shein, A.B. Electrochemistry of silicides and germanides of transition metals (in Russian), Perm: Issue of Perm State University, 2009. p. 269.]
  7. Hurlen, T. and Våland, T., Electrochemical behaviour of manganese: Dissolution, deposition, hydrogen evolution, Electrochim. Acta, 1964, vol. 9, no. 8, p.1077.
  8. Messaoudy, B., Anodic behavior of manganese in alkaline medium, Electrochim. Acta, 2001, vol. 46. P. 2487.
  9. Ефимов, Е.А. Об особенностях электрохимического растворения кремния n-типа. Докл. АН СССР. 1960. Т. 130. № 2. C. 353. [Efimov, E.A., About specificities of electrochemical dissolution of n-type silicon, Doklady AN SSSR (in Russian), 1960, vol. 130, no. 2, p. 353.]
  10. Lehmann, V., Electrochemistry of Silicon: Instrumentation, Science, Materials and Applications, Wiley-VCH Verlag GmbH, 2003. 283 p.
  11. Zhang, X., Electrochemistry of Silicon and Its Oxide, Boston: Springer, MA, 2001. 510 p.
  12. Zhang, L., Zhang, B., Pan, B., Wang, C., Germanium electrochemical study and its CMP application, Appl. Surface Sci., 2017, vol. 422, p. 247.
  13. Tyurin, A.G., Nikolaychuk, P.A., and Kabardin, A.M., Thermodynamic evaluation of the corrosion-electrochemical behaviour of manganese – germanium system alloys, J. and Engineering, 2016, vol. 19, no. 27, p. 1.
  14. Шеин, А.Б. Коррозионно-электрохимическое поведениe Mn5Si3, Mn5Ge3 и Mn5(Ge1-xSix)3 в сернокислом электролите. Ползуновский вестник. 2009. Вып. 3. С. 247. [Shein, A.B., Corrosian-electrochemical behaviour of Mn5Si3, Mn5Ge3 and Mn5(Ge1-xSix)3 in sulphuric acid electrolyte, Polzunovskiy vestnic (in Russian), 2009, vol. 3, p. 247.]
  15. Ракитянская, И.Л., Мясников, Д.А., Шеин, А.Б. Анодное поведение германида марганца Mn5Ge3 в водном растворе сульфата натрия. Конденсированные среды и межфазные границы. 2021. Т. 23. С. 535. [Rakityanskaya, I.L., Myasnikov, D.A., and Shein, A.B., Anodic behaviour of manganese germanide Mn5Ge3 in a sodium sulphate aqueous solution, Condensed Matter and Interphases, 2021, vol. 23, p. 535.]
  16. Luo, J., Liang, X., Zhang, Y., et al., Application of the Kramers–Kronig relationships in the electrochemical impedance models fit, J. Solid State Electrochem., 2021, vol. 25, 2225.
  17. Kichigin, V.I. and Shein, A.B., Potentiostatic and impedance spectroscopic studies of the anodic behavior of cobalt silicides in fluoride-containing acidic solutions, Corrosion Sci., 2019, vol. 159, p. 108124.
  18. Шеин, А. Б., Пантелеева, В. В. Импеданс NiSi-электрода в сернокислом электролите. Уточненная модель активного анодного растворения. Конденсированные среды и межфазные границы. 2015. Т. 17. № 2. С. 201. [Shein, A.B. and Panteleeva, V.V., Impedance of NiSi electrode in sulfuric acid solution. The refined model of active anodic dissolution, Condensed Matter and Interphases, 2015, vol. 17, no. 2, p. 201.]
  19. Lasia, A., Electrochemical Impedance Spectroscopy and its Applications, New York: Springer, 2014, p. 367.
  20. Nikolaychuk, P.A., The potential – pH diagram for germanium, Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements, 2023, vol. 198, no. 9, p. 705.
  21. Takeno, N., Atlas of Eh pH diagrams. National Institute of Advanced Industrial Science and
  22. Technology, 2005. 287 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Дифрактограммы для силицидо-германидов Mn5Si3-0.60Ge0.60 (а), Mn5Si3-2.40Ge2.40 (б) и Mn5Si3-2.85Ge2.85 (в)

Скачать (97KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Поляризационные кривые для Mn5Ge3 (1), Mn5Si3-2.85Ge2.85 (2), Mn5Si3-2.40Ge2.40 (3), Mn5Si3-0.60Ge0.60 (4) в растворе 0.5 М Na2SO4, скорость изменения потенциала 1 мВ/с. На врезке – поляризационная кривая Mn5Si3 (5) в аналогичных условиях

Скачать (66KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Графики Найквиста для Mn5Si3-0.60Ge0.60 при анодной поляризации в 0.5 М растворе Na2SO4 при потенциалах Е, В: – 0.1 (1), 0.0 (2), 0.1 (3), 0.2 (4), 0.3 (5), 0.4 (6), 0.5 (7), 0.6 (8), 0.7 (9), 0.8 (10), 0.9 (11), 1.0 (12)

Скачать (145KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Общая эквивалентная схема для анодного растворения образцов

Скачать (18KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Эквивалентные схемы для годографов импеданса Mn5Si3-0.60Ge0.60 в интервале потенциалов Е = 0.4 В (а) и Е = 0.5 – 1.0 В (б)

Скачать (38KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Графики Найквиста для Mn5Si3-2.40Ge2.40 при анодной поляризации в 0.5 М растворе Na2SO4 при потенциалах Е, В: – 0.1 (1), 0.0 (2), 0.1 (3), 0.2 (4), 0.3 (5), 0.4 (6), 0.5 (7), 0.6 (8), 0.7 (9), 0.8 (10), 0.9 (11), 1.0 (12)

Скачать (168KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Эквивалентная схема для годографов Mn5Si3-2.40Ge2.40 в интервале потенциалов Е = 0.4 – 0.8 В

Скачать (21KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Графики Найквиста для Mn5Si3-2.85Ge2.85 при анодной поляризации в 0.5 М растворе Na2SO4 при потенциалах Е, В: – 0.1 (1), 0.0 (2), 0.1 (3), 0.2 (4), 0.3 (5), 0.4 (6), 0.5 (7), 0.6 (8), 0.7 (9), 0.8 (10), 0.9 (11), 1.0 (12)

Скачать (142KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Эквивалентная схема для годографов Mn5Si3-2.85Ge2.85 в интервале потенциалов Е = 0.4 – 0.8 В

Скачать (8KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Зависимость сопротивления переноса заряда (Rct) (а) и емкости ДЭС (Cdl) (б) от потенциала для Mn5Si3-0.60Ge0.60 (1), Mn5Si3-2.40Ge2.40 (2) и Mn5Si3-2.85Ge2.85 (3)

Скачать (34KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Зависимость параметра р от потенциала для Mn5Si3-0.60Ge0.60 (1), Mn5Si3-2.40Ge2.40 (2) и Mn5Si3-2.85Ge2.85 (3)

Скачать (16KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024