Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of SciencesVestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of SciencesВестник Дальневосточного отделения Российской академии наук0869-7698The Russian Academy of Sciences67606010.31857/S0869769824010113ldzzkgScientific successorsНаучная сменаResearch ArticleMössbauer studies of iron-containing oxide coatings with different Fe/Co atomic ratios formed on titanium and aluminum by plasma-electrolytic oxidationМессбауэровские исследования железосодержащих оксидных покрытий с различным атомным отношением Fe/Co, сформированных методом плазменно-электролитического оксидирования на титане и алюминииhttps://orcid.org/0000-0001-8737-9196BalatskiyDenis V.БалацкийДенис Викторович
Russian Federation

Junior Researcher; Postgraduate Student

младший научный сотрудник; аспирант

denis.balatskiy@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8716-8986BudnikovaYulia B.БудниковаЮлия Борисовна
Russian Federation

Junior Researcher; Postgraduate Student

младший научный сотрудник; аспирант

budnikova.iub@mail.ruSadovetcEgor I.СадовецЕгор Игоревич
Russian Federation

Student

студент

sadovetc.ei@dvfu.ruInstitute of Сhemistry, FEB RASИнститут химии ДВО РАНFar Eastern Federal UniversityДальневосточный федеральный университет15022024115616328022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0869-7698/article/view/676060

In this work, iron-containing oxide coatings with different Fe/Co atomic ratios formed on titanium and aluminum in the process of plasma-electrolytic oxidation, were studied using the Mössbauer spectroscopy method. It was determined that the contribution of the high-spin spectral component of Fe(III) is minimal in the absence of cobalt and is maximum with the predominance of cobalt in coatings formed on titanium. On coatings formed on aluminum, the presence of a magnetically ordered spectral component of Fe(III) was discovered, which disappears with the predominance of cobalt in the coating.

В данной работе методом мессбауэровской спектроскопии исследованы железосодержащие оксидные покрытия с различным атомным отношением Fe/Co, сформированные на титане и алюминии плазменно-электролитическим оксидированием. Определено, что вклад высокоспиновой спектральной компоненты Fe(III) является минимальным при отсутствии кобальта и максимальным с преобладанием кобальта в покрытиях, сформированных на титане. На покрытиях, сформированных на алюминии, обнаружено наличие магнитоупорядоченной спектральной компоненты Fe(III), которая с преобладанием кобальта в покрытии исчезает.

plasma electrolytic oxidationoxide coatingsoxidized forms of ironMössbauer spectroscopyплазменно-электролитическое оксидированиеоксидные покрытияокисленные формы железамессбауэровская спектроскопияThe work was carried out within the framework of the State Assignment N FWFN-2022-0002 of Institute of Chemistry, FEB RAS.Работа выполнена в рамках государственного задания ИХ ДВО РАН № FWFN-2022-0002.Rudnev V. S., Ustinov Y. A., Lukiyanchuk I. V., Kharitonskii P. V., Frolov A. M., Morozova V. P., Tkachenko I. A., Sergienko V. I. Magnetic properties of plasma electrolytic iron-containing oxide coatings on aluminum. Doklady Physical Chemistry. 2009; 428:189–192. DOI: 10.1134/S0012501609090073.Rudnev V. S., Ustinov Y. A., Lukiyanchuk I. V., Kharitonskii P. V., Frolov A. M., Morozova V. P., Tkachenko I. A., Sergienko V. I. Magnetic properties of plasmaelectrolytic Iron-containing oxide coatings on aluminum // Dokl. Phys. Chem. 2009. Vol. 428. P. 189–192. DOI: 10.1134/S0012501609090073.Li X., Wu X., Xue W., Cheng G., Zheng R., Cheng Y. Structures and properties of ceramic films on TiAl intermetallic compound fabricated by microarc oxidation. Surface and Coatings Technology. 2007; 201:5556–5559. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2006.07.129.Li X., Wu X., Xue W., Cheng G., Zheng R., Cheng Y. Structures and properties of ceramic films on TiAl intermetallic compound fabricated by microarc oxidation // Surf. Coat. Technol. 2007.Vol. 201. P. 5556–5559. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2006.07.129.Terleeva O. P., Belevantsev V. I., Slonova A. I., Boguta D. L., Rudnev V. S. Comparison analysis of formation and some characteristics of microplasma coatings on aluminum and titanium alloys. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2006; 42:272–278. DOI: 10.1134/S0033173206030106.Terleeva O. P., Belevantsev V. I., Slonova A. I., Boguta D. L., Rudnev V. S. Comparison analysis of formation and some characteristics of microplasma coatings on aluminum and titanium alloys // Prot. Met. Phys. Chem. Surf. 2006. Vol. 42. P. 272–278. DOI: 10.1134/S0033173206030106.Wang Y., Jiang B., Lei T., Guo L. Dependence of growth features of microarc oxidation coatings of titanium alloy on control modes of alternate pulse. Materials Letters. 2004; 58:1907–1911. DOI: 10.1016/j.matlet.2003.11.026.Wang Y., Jiang B., Lei T., Guo L. Dependence of growth features of microarc oxidation coatings of titanium alloy on control modes of alternate pulse // Mater. Lett. 2004. Vol. 58. P. 1907–1911. DOI: 10.1016/j.matlet.2003.11.026.Zhang W., Du K., Yan C., Wang F. Preparation and characterization of a novel Si-incorporated ceramic film on pure titanium by plasma electrolytic oxidation. Applied Surface Science. 2008; 254:5216–5223. DOI: 10.1016/j.apsusc.2008.02.047.Zhang W., Du K., Yan C., Wang F. Preparation and characterization of a novel Si-incorporated ceramic film on pure titanium by plasma electrolytic oxidation // Appl. Surf. Sci. 2008. Vol. 254. P. 5216–5223. DOI: 10.1016/j.apsusc.2008.02.047.Jagminas A., Ragalevičius R., Mažeika K., Reklaitis J., Jasulaitienė V., Selskis A., Baltrūnas D. A new strategy for fabrication Fe2O3/SiO2 composite coatings on the Ti ubstrate. Journal of Solid State Electrochemistry. 2009;14(2):271–277. DOI: 10.1007/s10008-009-0820-7.Jagminas A., Ragalevičius R., Mažeika K., Reklaitis J., Jasulaitienė V., Selskis A., Baltrūnas D. A new strategy for fabrication Fe2O3/SiO2 composite coatings on the Ti substrate // J. Solid State Electrochem. 2009. Vol. 14 (2). P. 271–277. DOI: 10.1007/s10008–009–0820–7.Balatskiy D., Budnikova Y., Bratskaya S., Vasilyeva M. TiO2-CoFe2O4 and TiO2-CuFe2O4 composite films: A new approach to synthesis, characterization, and optical and photocatalytic properties. Journal of Composites Science. 2023;7. 295. DOI: 10.3390/jcs7070295.Balatskiy D., Budnikova Y., Bratskaya S., Vasilyeva M. TiO2-CoFe2O4 and TiO2-CuFe2O4 composite films: A new approach to synthesis, characterization, and optical and photocatalytic properties // J. Compos. Sci. 2023. Vol. 7. 295. DOI: 10.3390/jcs7070295.Balatskiy D. V., Budnikova Yu.B., Vasilyeva M. S. Application of Mössbauer spectroscopy to study the thermal behavior of iron-containing oxide coatings formed on titanium by plasma-electrolytic oxidation. Vestnik of the FEB RAS. 2022;(6):92–99. (In Russ.). DOI: 10.37102/0869-7698_2022_226_06_8.Балацкий Д. В., Будникова Ю. Б., Васильева М. С. Применение мессбауэровской спектроскопии для изучения термического поведения железосодержащих оксидных покрытий, сформированных на титане плазменно-электролитическим оксидированием // Вестн. ДВО РАН. 2022. № 6. С. 92–99. DOI: 10.37102/0869-7698_2022_226_06_8.Adigamova M. V., Lukiyanchuk I. V., Tkachenko I. A., Morozova V. P. Fe-, Ni-containing ceramic-like PEO coatings on titanium and aluminum: Comparative analysis of the formation features, composition and ferromagnetic properties. Materials Chemistry and Physics. 2022;275. 125231. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2021.125231.Adigamova M. V., Lukiyanchuk I. V., Tkachenko I. A., Morozova V. P. Fe-, Ni-containing ceramic-like PEO coatings on titanium and aluminum: Comparative analysis of the formation features, composition and ferromagnetic properties // Materials Chem. Phys. 2022. Vol. 275. 125231. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2021.125231.