RU2371390C1 - Method of obtaining thin layers of zirconium pyrophosphate - Google Patents
Method of obtaining thin layers of zirconium pyrophosphate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2371390C1 RU2371390C1 RU2008112916/15A RU2008112916A RU2371390C1 RU 2371390 C1 RU2371390 C1 RU 2371390C1 RU 2008112916/15 A RU2008112916/15 A RU 2008112916/15A RU 2008112916 A RU2008112916 A RU 2008112916A RU 2371390 C1 RU2371390 C1 RU 2371390C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zirconium
- polyphosphate
- pyrophosphate
- molar ratio
- titanium
- Prior art date
Links
- DTEMQJHXKZCSMQ-UHFFFAOYSA-J phosphonato phosphate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O DTEMQJHXKZCSMQ-UHFFFAOYSA-J 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229920000388 Polyphosphate Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000001205 polyphosphate Substances 0.000 claims abstract description 17
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- ZXAUZSQITFJWPS-UHFFFAOYSA-J zirconium(4+);disulfate Chemical compound [Zr+4].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZXAUZSQITFJWPS-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 12
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 8
- -1 zirconium cation Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229940005740 hexametaphosphate Drugs 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- UNXRWKVEANCORM-UHFFFAOYSA-I triphosphate(5-) Chemical compound [O-]P([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O UNXRWKVEANCORM-UHFFFAOYSA-I 0.000 claims description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 6
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H sodium hexametaphosphate Chemical compound [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 abstract description 5
- 235000019982 sodium hexametaphosphate Nutrition 0.000 abstract description 5
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229910008159 Zr(SO4)2 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J diphosphate(4-) Chemical compound [O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 3
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000976924 Inca Species 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 101710156645 Peptide deformylase 2 Proteins 0.000 description 1
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения материалов, содержащих пирофосфат циркония ZrP2О7. Пирофосфат циркония используется как активный носитель катализаторов, а также входит в состав ряда катализаторов. Он известен в качестве сорбента, в частности, для извлечения трансурановых элементов из растворов. Самоактивированный пирофосфат циркония с излучением в УФ-области спектра относится к малоинерционным люминофорам, он отличается химической стойкостью и стабилен при действии электронного пучка. Значительный интерес представляют тонкопленочные носители катализаторов, нанесенные на металлическую подложку, которые обеспечивают эффективный отвод тепла и могут быть использованы в процессах высокотемпературного катализа. Катализаторы на металлических носителях, обладающих высокой теплопроводностью и механической прочностью, испытывают меньший локальный перегрев, подвержены меньшему разрушению, при этом металлические носители могут быть изготовлены в виде сложных, например сотовых, структур.The invention relates to methods for producing materials containing zirconium pyrophosphate ZrP 2 O 7 . Zirconium pyrophosphate is used as an active catalyst carrier, and is also part of a number of catalysts. It is known as a sorbent, in particular for the extraction of transuranic elements from solutions. Self-activated zirconium pyrophosphate with radiation in the UV region of the spectrum belongs to low-inert phosphors, it is chemically resistant and stable under the action of an electron beam. Of considerable interest are thin-film catalyst supports deposited on a metal substrate, which provide efficient heat removal and can be used in high-temperature catalysis processes. Catalysts on metal supports with high thermal conductivity and mechanical strength experience less local overheating, are less susceptible to destruction, while metal supports can be made in the form of complex, for example, cellular, structures.
Известен традиционный способ получения пирофосфата циркония ZrP2О7, представляющего собой соединение циркония состава ZrO2·P2О5 и образующего кубическую решетку, осуществляемый путем сплавления двуокиси циркония со стекловидной фосфорной кислотой [Г.Реми. Курс неорганической химии // М.: Мир, 1974., с.86]. Известный способ не позволяет получать тонкие слои пирофосфата циркония непосредственно на металлической подложке, при этом нанесение предварительно полученного кристаллического вещества на металлическую подложку одним из известных методов связано с определенными технологическими трудностями.A known traditional method of producing zirconium pyrophosphate ZrP 2 O 7 , which is a compound of zirconium composition ZrO 2 · P 2 O 5 and forming a cubic lattice, carried out by fusing zirconium dioxide with glassy phosphoric acid [G. Remi. The course of inorganic chemistry // M .: Mir, 1974., s]. The known method does not allow to obtain thin layers of zirconium pyrophosphate directly on a metal substrate, while applying a previously obtained crystalline substance to a metal substrate by one of the known methods is associated with certain technological difficulties.
Наиболее близким к заявляемому является способ непосредственного получения твердых растворов (или композитов) пирофосфата циркония IV ZrP2О7 из исходных материалов, содержащих цирконий и фосфор, с помощью низкотемпературного негидролитического золь-гель синтеза с использованием автоклавирования в мягких условиях [White K.М. Диссертация. Low temperature synthesis and characterization of some low positive and negative thermal expansion materials. Дата защиты 07.07.2006 г.]. Известный способ не обеспечивает возможности получения тонких слоев пирофосфата циркония на металлической подложке в одну стадию. Нанесение предварительно полученного пирофосфата циркония на металлическую подложку с использованием одного из известных методов приводит к значительному усложнению способа и его удорожанию.Closest to the claimed is a method for the direct production of solid solutions (or composites) of zirconium pyrophosphate IV ZrP 2 O 7 from starting materials containing zirconium and phosphorus using low-temperature non-hydrolytic sol-gel synthesis using autoclaving under mild conditions [White K.M. Thesis. Low temperature synthesis and characterization of some low positive and negative thermal expansion materials. Date of protection 07.07.2006]. The known method does not provide the possibility of obtaining thin layers of zirconium pyrophosphate on a metal substrate in one stage. The application of the previously obtained zirconium pyrophosphate on a metal substrate using one of the known methods leads to a significant complication of the method and its cost.
Задачей изобретения является создание простого одностадийного способа получения тонких слоев пирофосфата циркония на металлической подложке.The objective of the invention is to provide a simple one-step method for producing thin layers of zirconium pyrophosphate on a metal substrate.
Поставленная задача решается способом получения пирофосфата циркония из материалов, содержащих цирконий и фосфор, в котором, в отличие от известного способа, пирофосфат циркония получают в виде тонких слоев на подложке из титана либо его сплава методом плазменно-электрохимической обработки подложки в гальваностатическом режиме однополярным постоянным или импульсным током с эффективной плотностью тока 5-15 А/дм2 в течение 10-50 мин в электролите, содержащем сульфат циркония Zr(SO4)2·4H2О и растворимый полифосфат при мольном соотношении анион полифосфата/катион циркония, равном 0,5-3,0.The problem is solved by the method of producing zirconium pyrophosphate from materials containing zirconium and phosphorus, in which, in contrast to the known method, zirconium pyrophosphate is obtained in the form of thin layers on a substrate of titanium or its alloy by the method of plasma-electrochemical treatment of the substrate in the galvanostatic mode by a unipolar constant or a pulse current with an effective current density of 5-15 a / dm2 for 10-50 minutes in an electrolyte containing zirconium sulfate Zr (SO 4) 2 · 4H 2 O and soluble polyphosphate in a molar ratio Ani n polyphosphate / zirconium cation equal to 0.5-3.0.
Оптимальным образом способ осуществляется при использовании в качестве растворимого полифосфата гесаметафосфата натрия Na6P6О18 при мольном соотношении [P6О6- 18/Zr4+], равном 0,5-1,5.Optimally the method is performed by using as a soluble polyphosphate gesametafosfata sodium Na 6 P 6 O 18 at a molar ratio [P 6 O 18 6- / Zr 4+], equal to 0.5-1.5.
Кроме того, способ осуществляется оптимальным образом при использовании в качестве растворимого полифосфата триполифосфата натрия Na3P5O10 при мольном соотношении [P5O10 3-/Zr4+], равном 0,75-2,0.In addition, the method is carried out in an optimal way when using sodium tripolyphosphate Na 3 P 5 O 10 as a soluble polyphosphate with a molar ratio [P 5 O 10 3- / Zr 4+ ] of 0.75-2.0.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Металлическую подложку, выполненную преимущественно из титана либо его сплава, погружают в подготовленный электролит и выполняют ее плазменно-электрохимическую обработку в гальваностатическом режиме при эффективной плотности однополярного постоянного или импульсного тока, равной 5-15 А/см2, в течение 10-50 минут.The metal substrate, made mainly of titanium or its alloy, is immersed in the prepared electrolyte and its plasma-electrochemical treatment is performed in the galvanostatic mode at an effective density of unipolar direct or pulsed current equal to 5-15 A / cm 2 for 10-50 minutes.
Электролит готовят путем раздельного растворения компонентов в дистиллированной воде при комнатной температуре и последующего сливания полученных растворов.The electrolyte is prepared by separately dissolving the components in distilled water at room temperature and then draining the resulting solutions.
Плазменно-электролитическую обработку осуществляют при постоянном перемешивании электролита, поддерживая его температуру не выше 50°С.Plasma-electrolytic treatment is carried out with constant stirring of the electrolyte, maintaining its temperature not higher than 50 ° C.
В качестве противоэлектрода в процессе плазменно-электролитической обработки могут быть использованы нержавеющая сталь, сплавы никеля или титана.In the process of plasma-electrolytic processing, stainless steel, nickel or titanium alloys can be used as a counter electrode.
В результате плазменно-электрохимической обработки подложки, выполненной из титана или его сплава, на ее поверхности получают слой белого цвета толщиной до 80 мкм, преимущественно состоящий из пирофосфата циркония ZrP2О7.As a result of plasma-electrochemical processing of a substrate made of titanium or its alloy, a white layer with a thickness of up to 80 μm is obtained on its surface, mainly consisting of zirconium pyrophosphate ZrP 2 O 7 .
Состав полученной пленки подтверждается данными фазового (рентгенофазовый анализ) и элементного (микрозондовый рентгеноспектральный анализ) анализов. Эти данные показывают также присутствие в полученной пленке наряду с пирофосфатом циркония диоксида титана TiO2 в количестве примерно 10%.The composition of the obtained film is confirmed by the data of phase (x-ray phase analysis) and elemental (microprobe x-ray spectral analysis) analyzes. These data also show the presence in the resulting film along with zirconium pyrophosphate titanium dioxide TiO 2 in an amount of about 10%.
Экспериментально было установлено, что одновременное введение в водный электролит растворимого полифосфата и водорастворимой соли циркония приводит к образованию в растворе электролита комплексных ионов полифосфат-цирконий и пропорциональному встраиванию элементов полифосфатного комплекса: циркония и фосфора в формирующуюся на аноде пленку. Эффективность этого встраивания определяется величиной мольного соотношения n=[анион полифосфата]/[катион циркония] в растворе электролита. Оптимальные условия формирования пирофосфата циркония на поверхности подложки из титана или его сплава обеспечиваются в электролите заявляемого состава, когда раствор электролита приближается к состоянию самопроизвольного выделения в осадок твердого полифосфата циркония. Эти условия обеспечиваются при n=0,5-3,0, при этом содержание полифосфата в электролите составляет 20-50 г/л. Меньшие концентрации полифосфата не обеспечивают получение слоев достаточной толщины и заданного состава, более высокие концентрации приводят к ухудшению растворения компонентов электролита.It was experimentally found that the simultaneous introduction of soluble polyphosphate and a water-soluble zirconium salt into the aqueous electrolyte leads to the formation of complex polyphosphate-zirconium ions in the electrolyte solution and the proportional incorporation of elements of the polyphosphate complex: zirconium and phosphorus into the film formed on the anode. The efficiency of this incorporation is determined by the molar ratio n = [polyphosphate anion] / [zirconium cation] in the electrolyte solution. The optimal conditions for the formation of zirconium pyrophosphate on the surface of a substrate of titanium or its alloy are provided in the electrolyte of the claimed composition, when the electrolyte solution approaches the state of spontaneous precipitation of solid zirconium polyphosphate. These conditions are provided at n = 0.5-3.0, while the content of polyphosphate in the electrolyte is 20-50 g / L. Smaller concentrations of polyphosphate do not provide layers of sufficient thickness and a given composition, higher concentrations lead to poor dissolution of the electrolyte components.
При использовании электролитов, содержащих гексаметафосфатный комплекс Zr (IV), оптимальный результат достигается при значениях n=0,5-1,5, триполифосфатный комплекс Zr (IV) - при значениях n=0,75-2. В этом случае толщина получаемого слоя пирофосфата является максимальной (60-80 мкм), слой пирофосфата является практически однородным, при этом диоксид титана преимущественно обнаруживается в области, прилегающей к титановой подложке, поверхность слоя не имеет видимых дефектов.When using electrolytes containing hexametaphosphate complex Zr (IV), the optimal result is achieved with values n = 0.5-1.5, tripolyphosphate complex Zr (IV) with values n = 0.75-2. In this case, the thickness of the obtained pyrophosphate layer is maximum (60-80 μm), the pyrophosphate layer is almost uniform, while titanium dioxide is mainly detected in the region adjacent to the titanium substrate, the surface of the layer has no visible defects.
Преимущественное использование гексаметафосфата натрия и триполифосфата натрия связано с их доступностью, достаточно низкой стоимостью, а также удобством работы с ними.The predominant use of sodium hexametaphosphate and sodium tripolyphosphate is associated with their availability, fairly low cost, as well as the convenience of working with them.
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает простое одностадийное получение тонких слоев пирофосфата циркония на подложке из титана или его сплава, что является техническим результатом способа.Thus, the proposed method provides a simple one-stage production of thin layers of zirconium pyrophosphate on a substrate of titanium or its alloy, which is the technical result of the method.
Примеры конкретного осуществления способаExamples of specific implementation of the method
Пластинку, выполненную из титана или его сплава, подвергали плазменно-электрохимической обработке, используя в качестве источника тока тиристорный агрегат ТЕР4-100/460 с программным управлением.A plate made of titanium or its alloy was subjected to plasma-electrochemical treatment using a programmed control thyristor unit TEP4-100 / 460 as a current source.
Обработку осуществляли в водном электролите заявляемого состава в гальваностатическом режиме однополярным постоянным или импульсным током при заявляемых значениях параметров.The processing was carried out in an aqueous electrolyte of the claimed composition in the galvanostatic mode by a unipolar constant or pulsed current at the claimed parameter values.
Состав полученных пленок определяли с помощью рентгенофазового анализа. Рентгенограммы снимали на рентгеновском дифрактометре Д8 ADVANCE (Германия) в СuKα-излучении. При выполнении рентгенофазового анализа использована программа поиска "EVA" с банком данных "PDF-2".The composition of the obtained films was determined using x-ray phase analysis. X-ray diffraction patterns were recorded on a D8 ADVANCE X-ray diffractometer (Germany) in CuK α radiation. When performing X-ray phase analysis, the EVA search program with the PDF-2 databank was used.
Полученные рентгенограммы для всех примеров показали присутствие в составе пленок пирофосфата циркония ZrP2О7 и некоторого количества TiO2 (около 10 мас.%).The obtained X-ray diffraction patterns for all examples showed the presence in the composition of the films of zirconium pyrophosphate ZrP 2 O 7 and some TiO 2 (about 10 wt.%).
Данные об элементном составе в толщине полученного слоя получали с помощью микрозондового микроанализатора GXA 8100 (Япония) с энергодисперсионной приставкой INCA (Англия). Предварительно на пленки напыляли графит для предотвращения заряда поверхности. Данные элементного анализа показали присутствие Zr в количестве до 40 мас.%.Data on the elemental composition in the thickness of the obtained layer was obtained using a GXA 8100 microprobe microanalyzer (Japan) with an INCA energy dispersion prefix (England). Graphite was preliminarily sprayed onto the films to prevent surface charge. Elemental analysis data showed the presence of Zr in an amount up to 40 wt.%.
Толщина полученных пленок пирофосфата, определенная с помощью вихретокового толщиномера, составляет 15-80 мкм.The thickness of the obtained pyrophosphate films, determined using an eddy current thickness gauge, is 15-80 microns.
Пример 1Example 1
Титановую ВТ1-00 (99,9% Ti) пластинку размером 20×20×0,5 мм3 подвергали плазменно-электрохимической обработке в водном электролите, содержащем 30 г/л гексаметафосфата натрия Na6P6O18 и 35 г/л сульфата циркония Zr(SO4)2·4H2O (при этом мольное соотношение n=[анион гексаметафосфата]/[катион циркония] равно 0,5), в гальваностатическом режиме при эффективной плотности однополярного импульсного тока, равной 5 А/дм2, в течение 50 минут. Получена пленка белого цвета, толщиной 80 мкм, содержащая кристаллический пирофосфат циркония ZrP2О7.A titanium VT1-00 (99.9% Ti) plate of size 20 × 20 × 0.5 mm 3 was subjected to plasma electrochemical treatment in an aqueous electrolyte containing 30 g / l sodium hexametaphosphate Na 6 P 6 O 18 and 35 g / l sulfate zirconium Zr (SO 4 ) 2 · 4H 2 O (in this case, the molar ratio n = [hexametaphosphate anion] / [zirconium cation] is 0.5), in the galvanostatic mode at an effective density of a unipolar pulse current of 5 A / dm 2 , for 50 minutes. A white film, 80 μm thick, containing crystalline zirconium pyrophosphate ZrP 2 O 7 was obtained.
Пример 2Example 2
Пластинку размером 20×20×0,5 мм3, выполненную из сплава титана ПТ7М, подвергали плазменно-электрохимической обработке в электролите, содержащем 40 г/л гексаметафосфата натрия Na6P6O18 и 15,3 г/л сульфата циркония Zr(SO4)2·4H2O (мольное соотношение n=1,5) при эффективной плотности однополярного импульсного тока 10 А/дм2 в течение 30 минут. В результате получена пленка, аналогичная описанной в примере 1, толщиной 70 мкм.A plate 20 × 20 × 0.5 mm 3 in size made of PT7M titanium alloy was subjected to plasma electrochemical treatment in an electrolyte containing 40 g / L sodium hexametaphosphate Na 6 P 6 O 18 and 15.3 g / L Zirconium sulfate Zr ( SO 4 ) 2 · 4H 2 O (molar ratio n = 1.5) at an effective density of a unipolar pulse current of 10 A / dm 2 for 30 minutes. As a result, a film similar to that described in Example 1 with a thickness of 70 μm was obtained.
Пример 3Example 3
Пластинку размером 20×20×0,5 мм3, выполненную из сплава титана ПТ7М (Al 1,8-2,5; Zr 2,0-3,0), подвергали плазменно-электрохимической обработке в электролите, содержащем 40 г/л гексаметафосфата натрия Na6P6O18 и 8 г/л сульфата циркония Zr(SO4)2·4H2O (мольное соотношение n=3,0) при эффективной плотности однополярного постоянного тока 7 А/дм2 в течение 10 минут. Получена пленка, аналогичная описанной в примере 1, толщиной 25 мкм.A plate of size 20 × 20 × 0.5 mm 3 made of a PT7M titanium alloy (Al 1.8-2.5; Zr 2.0-3.0) was subjected to plasma-electrochemical treatment in an electrolyte containing 40 g / l sodium hexametaphosphate Na 6 P 6 O 18 and 8 g / l zirconium sulfate Zr (SO 4 ) 2 · 4H 2 O (molar ratio n = 3.0) at an effective unipolar direct current density of 7 A / dm 2 for 10 minutes. A film was obtained, similar to that described in example 1, with a thickness of 25 μm.
Пример 4Example 4
Пластинку размером 20×20×0,5 мм3, выполненную из сплава титана ПТ7М, подвергали плазменно-электрохимической обработке в электролите, содержащем 20 г/л триполифосфата натрия Na3P5O10 и 24,9 г/л сульфата циркония Zr(SO4)2·4H2O (мольное соотношение n=0,75) при эффективной плотности однополярного импульсного тока 15 А/дм2 в течение 30 минут. Получена пленка, аналогичная описанной в примере 1, толщиной 60 мкм.A plate 20 × 20 × 0.5 mm 3 in size made of PT7M titanium alloy was subjected to plasma electrochemical treatment in an electrolyte containing 20 g / L sodium tripolyphosphate Na 3 P 5 O 10 and 24.9 g / L Zirconium sulfate Zr ( SO 4) 2 · 4H 2 O (molar ratio n = 0,75) with an effective density unipolar pulsed current 15 a / dm 2 for 30 minutes. A film was obtained, similar to that described in example 1, with a thickness of 60 μm.
Пример 5Example 5
Пластинку размером 20×20×0,5 мм3, выполненную из сплава титана ОТЧ-1 (А1 1,0-2,5; Mn 0,7-2,0), подвергали плазменно-электрохимической обработке в электролите, содержащем 20 г/л триполифосфата натрия Na3P5O10 и 9,2 г/л сульфата циркония Zr(SO4)2·4H2O (мольное соотношение n=[анион гексаметафосфата]/[катион циркония] равно 2,0) при эффективной плотности однополярного постоянного тока 6 А/дм2 в течение 50 минут. Получена пленка, аналогичная описанной в примере 1, толщиной 65 мкм.A plate measuring 20 × 20 × 0.5 mm 3 , made of an OTCH-1 titanium alloy (A1 1.0-2.5; Mn 0.7-2.0), was subjected to plasma electrochemical treatment in an electrolyte containing 20 g / l sodium tripolyphosphate Na 3 P 5 O 10 and 9.2 g / l zirconium sulfate Zr (SO 4 ) 2 · 4H 2 O (molar ratio n = [hexametaphosphate anion] / [zirconium cation] is 2.0) at an effective the density of unipolar DC 6 A / DM 2 for 50 minutes. A film was obtained, similar to that described in example 1, with a thickness of 65 μm.
Пример 6Example 6
Пластинку размером 20×20×0,5 мм3, выполненную из сплава титана ВТ1-0, подвергали плазменно-электрохимической обработке в электролите, содержащем 30 г/л триполифосфата натрия Na3P5O10 и 55,4 г/л сульфата циркония Zr(SO4)2·4H2O (мольное соотношение n=0,5) при эффективной плотности однополярного импульсного тока 7 А/дм2 в течение 20 минут. Получена пленка, аналогичная описанной в примере 1, толщиной 30 мкм.A 20 × 20 × 0.5 mm 3 plate made of VT1-0 titanium alloy was subjected to plasma electrochemical treatment in an electrolyte containing 30 g / l sodium tripolyphosphate Na 3 P 5 O 10 and 55.4 g / l zirconium sulfate Zr (SO 4 ) 2 · 4H 2 O (molar ratio n = 0.5) at an effective density of a unipolar pulse current of 7 A / dm 2 for 20 minutes. A film was obtained, similar to that described in example 1, with a thickness of 30 μm.
Пример 7Example 7
Пластинку размером 20×20×0,5 мм3, выполненную из сплава титана ВТ1-0, подвергали плазменно-электрохимической обработке в электролите, содержащем 30 г/л тетраполифосфата натрия Na6P4O13 и 23 г/л сульфата циркония Zr(SO4)2·4H2O (мольное соотношение n=1) при эффективной плотности однополярного импульсного тока 10 А/дм2 в течение 40 минут. Получена пленка, аналогичная описанной в примере 1, толщиной 55 мкм.A plate 20 × 20 × 0.5 mm 3 in size, made of VT1-0 titanium alloy, was subjected to plasma-electrochemical treatment in an electrolyte containing 30 g / l sodium tetrapolyphosphate Na 6 P 4 O 13 and 23 g / l zirconium sulfate Zr ( SO 4 ) 2 · 4H 2 O (molar ratio n = 1) at an effective density of a unipolar pulse current of 10 A / dm 2 for 40 minutes. A film was obtained, similar to that described in example 1, with a thickness of 55 μm.
Пример 8Example 8
Пластинку размером 20×20×0,5 мм3, выполненную из сплава титана ПТ7М, подвергали плазменно-электрохимической обработке в электролите, содержащем 50 г/л тетраполифосфата натрия Na6P4O13 и 12,5 г/л сульфата циркония Zr(SO4)2·4H2O (мольное соотношение n=3) при эффективной плотности однополярного импульсного тока 10 А/дм2 в течение 50 минут. Получена пленка, аналогичная описанной в примере 1, толщиной 30 мкм.A plate 20 × 20 × 0.5 mm 3 in size made of a PT7M titanium alloy was subjected to plasma electrochemical treatment in an electrolyte containing 50 g / l sodium tetrapolyphosphate Na 6 P 4 O 13 and 12.5 g / l zirconium sulfate Zr ( SO 4 ) 2 · 4H 2 O (molar ratio n = 3) at an effective density of a unipolar pulse current of 10 A / dm 2 for 50 minutes. A film was obtained, similar to that described in example 1, with a thickness of 30 μm.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008112916/15A RU2371390C1 (en) | 2008-04-03 | 2008-04-03 | Method of obtaining thin layers of zirconium pyrophosphate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008112916/15A RU2371390C1 (en) | 2008-04-03 | 2008-04-03 | Method of obtaining thin layers of zirconium pyrophosphate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2371390C1 true RU2371390C1 (en) | 2009-10-27 |
Family
ID=41353094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008112916/15A RU2371390C1 (en) | 2008-04-03 | 2008-04-03 | Method of obtaining thin layers of zirconium pyrophosphate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2371390C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106435691A (en) * | 2016-11-18 | 2017-02-22 | 南昌航空大学 | One-step preparing method for TiAl-system-alloy micro-arc-oxidation BN composite membrane |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB870060A (en) * | 1956-08-08 | 1961-06-07 | Pechiney Prod Chimiques Sa | Improvements in or relating to the plating of metallic surfaces |
| RU2238351C1 (en) * | 2003-09-02 | 2004-10-20 | Пензенский государственный университет | Coating method |
| RU2263163C1 (en) * | 2004-07-30 | 2005-10-27 | Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (Институт химии ДВО РАН) | Method of plasma electrolytic oxidation of rectifying metals and their alloys |
-
2008
- 2008-04-03 RU RU2008112916/15A patent/RU2371390C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB870060A (en) * | 1956-08-08 | 1961-06-07 | Pechiney Prod Chimiques Sa | Improvements in or relating to the plating of metallic surfaces |
| RU2238351C1 (en) * | 2003-09-02 | 2004-10-20 | Пензенский государственный университет | Coating method |
| RU2263163C1 (en) * | 2004-07-30 | 2005-10-27 | Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (Институт химии ДВО РАН) | Method of plasma electrolytic oxidation of rectifying metals and their alloys |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| РЕМИ Г. Курс неорганической химии. - М., 1974, т.2, с.86. ЕЛИНСОН С.В., ПЕТРОВ К.И. Аналитическая химия циркония и гафния. - М.: Наука, 1965, с.59-60. * |
| РУДНЕВ В.С и др. Оксидно-фосфатные слои с соединениями циркония на титане. Защита металлов, 2007, т.43, №6, с.600-606. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106435691A (en) * | 2016-11-18 | 2017-02-22 | 南昌航空大学 | One-step preparing method for TiAl-system-alloy micro-arc-oxidation BN composite membrane |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jiang et al. | A general strategy toward the rational synthesis of metal tungstate nanostructures using plasma electrolytic oxidation method | |
| CN103451717B (en) | A kind of preparation method of organometallic polymer material | |
| JP6327125B2 (en) | Hexafluoromanganese (IV) acid salt and double fluoride phosphor and method for producing them | |
| Aghazadeh et al. | Electrochemical preparation and characterization of brain-like nanostructures of Y2O3 | |
| CN102409382A (en) | Bioactive coating of metal implant and preparation method thereof | |
| CN105846007B (en) | A kind of method that electrochemical process prepares lead-acid battery electrode active material in pairs | |
| Chen et al. | CaTiO3 nanobricks prepared from anodized TiO2 nanotubes | |
| RU2371390C1 (en) | Method of obtaining thin layers of zirconium pyrophosphate | |
| CN103088383A (en) | Electrochemical method for preparing citric acid-hydroxyapatite/zirconia transition coating on surface of biomedical titanium | |
| Ballestas-Barrientos et al. | Optimised heterojunctions between [100]-oriented rutile TiO 2 arrays and {001} faceted anatase nanodomains for enhanced photoelectrochemical activity | |
| CN104498915A (en) | Preparation method of nanofiber-strip-shaped calcium silicate/titanium dioxide bioactive coating | |
| Takeda et al. | Influence of B-containing compound on electrodeposition of Mo and W in molten fluoride-oxide electrolyte | |
| CN103361700A (en) | Electrolytic coloring method for aluminum sections | |
| JP2018058732A (en) | PROCESS FOR PRODUCING COPPER VANADIUM SULFIDE, PHOTOCATALYST AND COCATALYST-CARRYING Cu3VS4 | |
| JP3867374B2 (en) | Aqueous solution for preparing titanium oxide film and method for producing titanium oxide film | |
| CN105603484A (en) | Coating capable of improving surface corrosion resistance and biocompatibility of medical magnesium and magnesium alloy and preparing method of coating | |
| Chigane et al. | Titanium dioxide thin films prepared by electrolysis from aqueous solution of titanium–lactic acid complex for dye-sensitized solar cells | |
| Jelaini et al. | Anodic oxidation of Zr-5Fe alloy in ethylene glycol/fluoride electrolyte for Cr (VI) removal under sunlight | |
| Hsu et al. | Electrolytic reduction in LiCl-Li2O of titania microspheres synthesized via vibrational droplet coagulation: Effect of feed morphology | |
| RU2367519C1 (en) | Method for preparation of mixed cerium and zirconium oxides | |
| RU2342999C1 (en) | Method of obtaining nickel-copper oxide catalyst | |
| Nagaya et al. | Deposition of ZnO particles by photocatalytic reaction | |
| RU2614916C1 (en) | Method for bismuth titanate thin layers production | |
| Iida et al. | Electrodeposition of Cu2O nanopyramids using an anodic aluminum oxide template | |
| Eyraud et al. | Electrochemical fabrication of oriented ZnO nanorods on TiO2 nanotubes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20131120 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210404 |