The Influence of the pH Value and the Cation Composition of Dispersion Medium on the Formation of Iron-Oxygen Structures on Steel Surface

The peculiarities of the formation of iron-oxygen structures on steel surface due to its contact with aqueous dispersion medium within a wide range of pH values and in presence of cobalt and silver have been studied by X-ray diffraction in situ. It has been shown that well crystallized cobalt- and ironcontaining spinel ferrites are formed at neutral pH value of aqueous medium. The contact of steel surface with alkaline medium results in formation of weakly crystallized iron oxyhydroxides. The structure of lepidocrocite is formed on steel surface due to its contact with acid dispersion medium in absence of metal ions such as cobalt and silver.Методом рентгенофазового аналізу in situ досліджено особливості формування залізо-кисневих структур на поверхні сталі при її контакті з водним дисперсійним середовищем у широкому діапазоні значень рН та в присутності кобальту і срібла. Показано, що добре окристалізовані структури феришпінелі – магнетиту і фериту кобальту утворюються при нейтральних значеннях рН середовища. При контакті сталі з лужним дисперсійним середовищем на поверхні у всіх випадках утворюються слабко окристалізовані оксигідроксиди заліза. Структура лепідокрокіту утворюється на поверхні сталі при її контакті з кислим дисперсійним середовищем за відсутності катіонів.Методом рентгенофазового анализа in situ исследованы особенности формирования железо-кислородных структур на поверхности стали при ее контакте с водной дисперсионной средой в широком диапазоне значений рН и в присутствии кобальта и серебра. Показано, что хорошо окристаллизованные структуры ферришпинели – магнетита и феррита кобальта формируются при нейтральных значениях рН среды. При контакте стали со щелочной дисперсионной средой на поверхности во всех случаях образуются слабо окристаллизованные оксигидроксиды железа. Структура лепидокрокита образуется на поверхности стали при ее контакте с кислой дисперсионной средой в отсутствие катионов

Kinetic Regularity of the Formation of Fe(II)–Fe(III) LDH Structures (Green Rust) on the Steel Surface in Presence of the FeSO4 and Fe2(SO4)3 Water Solutions

The kinetic regularity of origin and transformation of the Fe (II)–Fe (III) LDH structures on the steel electrodes surface contacting with FeSO4 and Fe2(SO4)3 dispersion medium at free access of the air oxygen into the system was studied. X-ray diffraction was chosen as the main method of investigation. It was shown that regardless of oxidation level of iron with its concentration 102–103 mg/dm3 on electrode surface the GR(SO4 2-) phase was formed staying single for almost 5 hours. The phase transformation of embryonic GR(SO4 2-) surface structures occur with formation of morphological composites of iron-oxygen g -row: lepidocrocite g -FeOOH and magnetite Fe3O4, and α-row structure representative, goethite α-FeOOH.Досліджені кінетичні закономірності зародження та перетворення структур Fe (II)–Fe (III) шаруватих подвійних гідроксидів (ШПГ) на поверхні сталевого електрода, який контактує з дисперсійним середовищем, що містить FeSO4 та Fe2(SO4)3, за умови вільного надходження в систему кисню повітря. Головним методом дослідження був рентгенофазовий аналіз (РФА). Показано, що незалежно від ступеня окиснення заліза в дисперсійному середовищі при його концентрації 102–103 мг/дм3 на поверхні електроду утворюється фаза GR(SO4 2-), яка залишається єдиною протягом 5 годин. Фазові трансформації зародкових поверхневих структур GR(SO4 2-) проходять з утворенням залізокисневих структур g -ряду: лепідокрокіту g -FeOOH і магнетиту Fe3O4 та представника α-ряду, гетиту α-FeOOH.Исследованы кинетические закономерности зарождения и трансформации структур Fe (II)-Fe (III) слоевых двойных гидроксидов (СДГ) на поверхности стального электрода, который контактирует с дисперсионной средой, содержащей FeSO4 и Fe2(SO4)3, при свободном доступе в систему кислорода воздуха. Основным методом исследования был рентгенофазовый анализ (РФА). Показано, что независимо от степени окисления железа в дисперсионной среде при его концентрации 102–103 мг/дм3 на поверхности электрода образуется фаза GR(SO4 2-), которая остается единственной в течение 5 часов. Фазовые трансформации зародышевых поверхностных структур GR(SO4 2-) проходят с образованием железо-кислородных структур γ-ряда: лепидокрокита γ-FeOOH и магнетита Fe3O4 и представителя α-ряда, гетита α-FeOOH

Influence of Copper Pretreatment on the Phase and Pore Formations in the Solid Phase Reactions of Copper with Tin

The solid-phase reactions of copper with tin are considered, and the porosity of the reaction products depending on the pretreatment of the copper substrate is investigated. Copper substrates for the reaction are prepared by electrodeposition of copper layers with thickness of up to 100 microns on the rolled copper plates. The defects of substrates are determined by the different modes of electrodeposition—stationary, reversible, and stochastic ones. As shown, the thicknesses of the intermediate phases, their ratio, the number and spatial distribution of pores in the reaction products significantly depend on the mode of electrodeposition. The statistical dependences of the pore distribution along and across the interface as well as the characteristics of the roughness of the interface are revealed.Рассматриваются твёрдофазные реакции меди с оловом, и исследуется пористость продуктов реакции в зависимости от предварительной обработки медной подложки. Медные подложки для реакции готовятся путём электроосаждения слоёв меди толщиной до 100 мкм на прокатанные медные пластинки. Дефектность подложек определяется различными режимами электроосаждения: стационарным, реверсивным и стохастическим. Показано, что толщины промежуточных фаз, их соотношение, количество и пространственное распределение пор в продуктах реакции существенно зависят от режима электроосаждения. Установлены статистические зависимости распределения пор вдоль и поперёк интерфейса, а также характеристики его шероховатости.Розглядаються твердофазні реакції міді з циною, та досліджується поруватість продуктів реакції в залежності від попереднього оброблення мідного підложжя. Мідні підложжя для реакції готуються шляхом електроосадження прошарків міді товщиною до 100 мкм на прокатані мідні платівки. Дефектність підложжя визначається різними режимами електроосадження: стаціонарним, реверсним і стохастичним. Показано, що товщини проміжних фаз, їх відношення, кількість і просторовий розподіл пор у продуктах реакції істотно залежать від режиму електроосадження. Виявлено статистичні залежності розподілу пор вздовж і поперек інтерфейсу, а також характеристики його шерсткости

Influence of Copper Pretreatment on the Phase and Pore Formations in the Solid Phase Reactions of Copper with Tin

The solid-phase reactions of copper with tin are considered, and the porosity of the reaction products depending on the pretreatment of the copper substrate is investigated. Copper substrates for the reaction are prepared by electrodeposition of copper layers with thickness of up to 100 microns on the rolled copper plates. The defects of substrates are determined by the different modes of electrodeposition—stationary, reversible, and stochastic ones. As shown, the thicknesses of the intermediate phases, their ratio, the number and spatial distribution of pores in the reaction products significantly depend on the mode of electrodeposition. The statistical dependences of the pore distribution along and across the interface as well as the characteristics of the roughness of the interface are revealed.Рассматриваются твёрдофазные реакции меди с оловом, и исследуется пористость продуктов реакции в зависимости от предварительной обработки медной подложки. Медные подложки для реакции готовятся путём электроосаждения слоёв меди толщиной до 100 мкм на прокатанные медные пластинки. Дефектность подложек определяется различными режимами электроосаждения: стационарным, реверсивным и стохастическим. Показано, что толщины промежуточных фаз, их соотношение, количество и пространственное распределение пор в продуктах реакции существенно зависят от режима электроосаждения. Установлены статистические зависимости распределения пор вдоль и поперёк интерфейса, а также характеристики его шероховатости.Розглядаються твердофазні реакції міді з циною, та досліджується поруватість продуктів реакції в залежності від попереднього оброблення мідного підложжя. Мідні підложжя для реакції готуються шляхом електроосадження прошарків міді товщиною до 100 мкм на прокатані мідні платівки. Дефектність підложжя визначається різними режимами електроосадження: стаціонарним, реверсним і стохастичним. Показано, що товщини проміжних фаз, їх відношення, кількість і просторовий розподіл пор у продуктах реакції істотно залежать від режиму електроосадження. Виявлено статистичні залежності розподілу пор вздовж і поперек інтерфейсу, а також характеристики його шерсткости