Д.А. Роженцев, Н.К. Ткачев.
АННОТАЦИЯ
Нанопористые металлы, получаемые посредством деаллоинга в перколяционном режиме, имеют строение сети связок – лигаментов, с размерами пор, которые могут варьироваться от нескольких нм до нескольких мкм. Нанопористое железо и некоторые ферросплавы, содержащие марганец, могут стать чрезвычайно перспективными материалами в качестве био-деградируемых или (bio-degradable) имплантов для восстановления костной ткани после переломов и других повреждений. Расплавленные соли, как электролиты, способны обеспечить ускорение перколяционного деаллоинга за счет повышенных температур, а также бо́льших плотностей тока, достижимых в этом случае. Проведен электрохимический деаллоинг ферромарганца различного состава (Mn 30, 50, 70 ат. %) в расплавленных смесях хлоридов щелочных металлов. Сложное сочетание температурных и электрохимических процессов при перколяционном режиме приводит не только к образованию взаимно-непрерывных структур, но и структур дендритного типа. Прослежена эволюция структуры синтезированного нано- и ультрапористого железа в зависимости от температуры от дендритоподобной и ориентированной вдоль линии тока морфологии при 300℃ к типичной взаимно-непрерывной (bi-continuous) нанопористой структуре с размерами пор порядка 100 нм при 400℃. Отмечена существенная активизация эффектов коагуляции, укрупнение лигаментов (coarse-graining) и утрата ориентированности вдоль линии поля. Однако при этих условиях образуется достаточно однородная по размерам взаимно-непрерывная структура (»100 нм). Дальнейшее увеличение температуры приводит к пористому материалу с 3D иерархией пор и лигаментов при (500℃), которая отличается распределением пор разного размера от 100 до 1000 нм. Сделано наблюдение об образовании пористой структуры укрупненного, микронного масштаба при 600℃ с лигаментами причудливой формы, напоминающей корень имбиря. Разделение процесса деаллоинга при 500℃ и простого отжига при 600℃ на две независимые стадии приводит к похожему результату, но возникающая структура обладает меньшей связностью металлических частиц.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
селективное анодное растворение, деаллоинг, ферросплав, хлоридный расплав, отжиг, нанопористое железо
DOI: 10.31857/S0235010622050061