Отзыв ведущей организации (Нанопористые анодно-оксидные пленки на порошковом сплаве титан-алюминий)

МИНИСтеРСПВО6РлзОВЛНИЯ И НЛУКИ российской ееяррлции Феверввьнюе втерввретвеннае автономное абратавттввьнае рвраввенне еньтвета обрвтоввннв ттДЕЛЬНЕВЕЕтеЧНЫй фЕЯЕРЕЛЬНЫй унннерентетвь 0РФУ) И.О. Проректора по наума и иннованинм, д.т.н.„аро11)ессор А.А. Фаткулин Сухаттова уан д.8, г. Влааааосток, 690950 Телефон (423) 2433472, Факс (423) 2432315 э.: ~~татов ОКПО 02067942, ОГРН 1022501297785 ИНН/КПП253601453$25360100 ~~4~ ЫФ' „~~-,62 ~'ЗЮ отзыв ведущей организации — ФедеральноГО государственнОГО автономного образовательного учреждения высшего образования Дальневосточного федерального университета — на диссертацию СтепанОвой Кристины Вячеславовны йнанопористые аноднооксндные пленки на порошковом сплаве титан-алюминий», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.07 — физика конденсированного состояния Актуальность темы работы дли науки н практики Электрохимическое анодирование в растворах электролитов является формирования ~яки~ структур ~~~~~~с~ с инергия процессов р~~~а и практически единственным методом, позволяющим создавать на поверхности металлов (А1, Т1, Та, Ъ„М3, % и др) самоорганизованные пористые или трубчатые оксидные пленки, Считается, что причиной растворения оксидной пленки, происходящая под действием электрического поля.

Наиболее интенсивно исследуется формирование пористых аноднооксидных пленок (АОП) на алюминии, а в последние 15 лет - трубчатых пленок иа титане, Их изучение крайне актуально, как с фундаментальной точки зрения установления принципов образования самоорганизованных структур, так и благодаря широкому спектру реализованных и потенциальных применений. Если одной из наиболее распространенных областей применения пористых оксидов алюминия является создание на нх основе проннцаемых наноразмерных мембран, то нанотрубчатые анодные оксиды титана привлекают внимание, прежде всего, своими фотокаталитическими свойствами. Весьма интересно и перспективно исследование процесса анодирования спеченных порошков металлов, исходно имеющих достаточно высокую удельную поверхность.

Образование нанопористой или нанотрубчатой АОП на поверхности частиц порошка должно способствовать увеличению удельной поверхности образца, приводящему к росту химической активности, а значит улучшению каталитической и фотокаталнтической активности, Однако имеющиеся в литературе данные об анодировании металлических порошков (А1, Т1„ХЬ и др,) описывают лишь рост плотных пленок, а сведений о получении самоорганизованных нанопористых и нанотрубчатых тонкопленочных оксидов не представлено. Особый интерес представляет изучение роста самоорганизованных АОП при анодировании интерметаллидов, например, алюминида титана, Имеются немногочисленные сведения о том, что при этом могут быть получены регулярно пористые пленки, содержащие как Т1О.„так и А1~0з.

Гетерогенность структуры таких пленок в сочетании с регулярно пористым строением открывает возможности создания материалов с новыми свойствами. Так, модификация поверхности алюминида титана анодированнем, в том числе и спеченных порошков, должна способствовать увеличению температурного интервала эксплуатации этого соединения, что актуально для реализации высокотемпературных применений у-Т1А1.

Кроме того, представляет несомненный интерес изучение того, как сложный состав окс идно й пленки будет влиять на ф ото каталитическую активность титаноксид ной компоненты (Т102). Таким образом, получение и исследование структуры и свойств анодно-оксидных пленок на поверхности порошкового сплава Т1-4Овес,'.4А1 является перспективной и актуальной, еще не решенной задачей. Диссертация Степановой К,В. посвящена изучению закономерностей формирования нанопористых оксидных пленок при анодировании сплава Т1- 40вес,'4А1, иерархии структуры пленок с сопутствующей оценкой их функциональных свойств, в том числе фотокаталитических.

Вышеперечисленным и определяется актуальность и востребованность как с научной, так и с практической точек зрения темы диссертации Степановой Кристины Вячеславовны, Структура и содержание работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка сокращений, а также списка литературы, включающего 264 наименования, Содержание диссертации изложено в логически последовательной форме на 162 страницах машинописного текста, содержащего 17 таблиц и 85 рисунков. В первой главе представлен обширный обзор (объемом 54 стр.) литературных данных по теме диссертации. Автором обобщены сведения о системе Т1-А1, кратко рассмотрены структуры интерметаллидов, кристаллических модификаций Т102 и А1~0з, дано описание особенностей ростаи структуры наноструктурированных АОПнаТ1 и А1, влияния отжига на их структуру, кратко представлены современные концепции роста самоорганизованных пористых/трубчатых А1~03 и '1 102.

Автором проанализированы немногочисленные сведения о получении нанопористых и нанотрубчатых АОП при анодиро ванин алюминидов титана во фторсодержащем электролите. Особый интерес представляет систематика типов и морфологии АОП на Т1 в зависимости от состава электролитов и режимов формирования пленок. В заключительном разделе обобщены сведения о фотокаталитических свойствах Т10з и композитных структур на его основе. Обзор информативен, написан хорошим языком и позволяет сделать заключение о современном состоянии проблемы исследования. Вторая глава посвящена описанию объектов и комплекса методов их исследования.

Следует отметить разнообразие физических и физико- химических методов, что позволяет последовательно и профессионально впоследствии интерпретировать полученные результаты, Третья глава посвящена обобщению и анализу результатов комплексного исследования особенностей роста и структуры оксидных пленок, полученных анодированием образцов Т1-40весЛ4А1, А1 и Т1 во фтор содержащих электролитах. В первом разделе рассматриваются кинетические закономерности формирования, описываются зависимости Щ1) и 1,Щ регистрируемые в процессе роста. Далее излагаются результаты изучения сгруктуры АОП, полученных анодированнем Т1-40весЛ4А!, На основе полученных данных обоснованно сделан вывод о гетерогенном составе нанопористой АОП. Во втором разделе приводятся результаты экспериментального изучения особенностей формирования оксидных пленок при анодировании порошкового сплава Т1-40весЛ4А1 в различных фторсодержащих электролитах, устанавливаются оптимальные условия анодирования, приводящие к росту нанопористой АОП на поверхности микрочастиц.

А~~ором показано, что бо~ее технологично для роста оксидных пленок с открытыми порами (д„=б0-80 нм) применять анодирование в 10',4 Н2304+ 0.156/О Нг. В четвертой главе рассматриваются результаты исследования структурных превращений в самоорганизованных нанопористых вводных оксндных пленках на поверхности порошкового сплава Т1-40вес.%А1 при термическом воздействии. Автором сделан обоснованный выбор температуры отжига анодированных порошковых образцов, учитывающий сложный состав оксида. Выполнен анализ фазового состава и морфоструктуры АОП после термообработки.

Следует подчеркнуть„что задача установления фазового состава с учетом малой тОлщины Оксидной пленки являлась весьма сложной, с которой автор успешно справилась. В заключительном разделе главы представлены результаты оценки оптических и фотокаталитических свойств разработанных АОП. Важным выводом является установление того факта, что рентгеноаморфная гетерофазная анодная пленка характеризуется оптической шириной запрещенной зоны, равной 2.5 эВ„ а, следовательно, может проявлять фотокаталитическую активность под действием видимого света. В результате анализа всей совокупности полученных данных было сделано обоснованное заключение, что метод анодного наноструктурирования порошкового алюминида титана является перспективным для получения ф ото катал итически активных порошковых материалов с расширенным до видимого света спектральным диапазоном поглощения.

Автором выполнен большой объем исследований, результаты которых представлены и обсуждены в упомянутых выше главах и завершаются заключением, в котором перечислены основные, полученные в ходе работы, результаты. Стиль изложения четкий и ясный. Диссертация логично структурирована и оформлена в соответствии с требованиями ВАК.

Научная новизна, обоснованность и достоверность научных положений, результатов и выводов диссертации Научная новизна работы. К основным и наиболее важным результатам следует отнести то, что в ней впервые Разработаны и получены самоорганизованные нанопористые анодно- оксидные пленки на порошковом сплаве Т1-40весЛ4А1. — Выполнено комплексное исследование структуры полученных пленок. — Изучены особенности термической кристаллизации в вакууме и на воздухе, заключающиеся в кристаллизации аморфизированной пленки с сохранением регулярной пористой структуры. — Установлено уменьшение оптической ширины запрещенной зоны титан оксидной компоненты в нанопористых оксидных пленках на порошковом Т1-40весЛ4А1 по сравнению с нанотрубчатым анодным Т1О2. — Обнаружена фотокагалитическая активность нанопористых аноднооксидных пленок под действием электромагнитного излучения видимого диапазона.