Obrabotka Metallov 2011 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (52) 2011 73 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 536.42+620.186 ОБРАЗОВАНИЕ СУБМИКРОННЫХ И НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА ПРИ ДЕТОНАЦИОННОМ НАПЫЛЕНИИ ПОРОШКОВ TiO 2 -Ag* 1 Д.В. ДУДИНА, канд. хим. наук, 2 С.Б. ЗЛОБИН 2 В.Ю. УЛЬЯНИЦКИЙ, доктор техн. наук, профессор, 1 О.И. ЛОМОВСКИЙ, доктор хим. наук, профессор, 1 А.Л. БЫЧКОВ, канд. хим. наук, 3 И.А. БАТАЕВ, канд. техн. наук, доцент, 3 В.А. БАТАЕВ, доктор техн. наук, профессор 1 Институт Химии твердого тела и механохимии СО РАН, г. Новосибирск 2 ИнститутГидродинамики им. М.А. Лаврентьева, г. Новосибирск 3 Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск Статья поступила 30 августа 2011 года Дудина Д. В. – 630128, г. Новосибирск, ул. Кутателадзе 18, Институт Химии твердого тела и механохимии СО РАН, е-mail: dina1807@gmail.com Исследована микроструктура покрытий на основе диоксида титана, содержащих частицы серебра. Покрытия сфор- мированы на медных субстратах детонационным напылением композиционных порошков TiO 2 -2.5об.%Ag. Управление температурой и скоростью напыляемых частиц возможно путем изменения степени заполнения ствола детонационной пушки взрывчатой газовой смесью. В зависимости от условий напыления частицы, формирующие покрытия, оказыва- ются частично или полностью расплавленными. При реализации холодных режимов напыления плавления диоксида титана не достигается, а частицы серебра оказываются расплавленными. Капли расплава серебра претерпевают коалес- ценцию, в результате которой в покрытиях наблюдаются агломераты серебра размером несколько микрон. При увели- чении температуры и скорости напыляемых композиционных частиц капли расплава серебра диспергируются на более мелкие, что приводит к образованию субмикронных и наночастиц серебра в напыленном покрытии. Ключевые слова: детонационное напыление, диоксид титана, покрытия. ____________________ * Работа выполнена в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 гг. (Гос. контракт № 14.740.12.0858) Введение Диоксид титана привлекает большое внимание исследователей благодаря широкому спектру инте- ресных свойств, проявляя себя как катализатор [1], антибактериальный компонент, биосовместимый ма- териал [2] и материал с варьируемой электрической проводимостью [3]. При поглощении ультрафиолето- вого излучения диоксид титана образует электронно- дырочные пары и становится активным в процессах фотокатализа. С использованием фотокаталитических реакций создаются технологии очистки воздуха и во- дных сред от токсичных загрязнителей и болезнетвор- ных бактерий. Свойства диоксида титана зависят от кристаллической структуры его модификации и могут быть изменены допированием – введением в решетку диоксида титана ионов других металлов, а также до- бавлением частиц других фаз. Для таких применений диоксида титана, как антибактериальные поверхности и катализ, целесообразно наносить его на подложки или носитель. Для поверхностей теплообменников кондиционеров актуален вопрос о возможности фор- мирования слоев из TiO 2 на поверхности медных суб- стратов. В качестве добавок к диоксиду титана в ряде работ предложено использовать частицы серебра, обе- спечивающие «сток» электронов и повышающие тем самым потенциал диоксида титана как фотокатали- затора [4]. Частицы серебра могут играть роль непо- средственно антибактериального компонента [5]. Отсутствие у диоксида титана пластичности указывает на целесообразность выбора высокотем- пературных методов для нанесения покрытий на его основе [6]. Детонационное напыление является перспективным методом нанесения покрытий с хо- рошей адгезией [7]. Микроструктура и свойства по- верхности покрытий, сформированных при высоких