Явление фазообразования электроосаждаемых металлов через стадию переохлажденного жидкого состояния

Abstract

RU: Цель. Презентация открытого автором неизвестного ранее явления фазообразования электроосаждаемыхметаллов через стадию переохлажденного жидкого состояния. Результаты. Кратко рассмотрены существующие представления о формировании фаз в металлах при их электроосаждении. Представлена формула научного открытия «Явление фазообразования электроосаждаемых металлов через стадию переохлажденного жидкого состояния» и выдвинута на его основе новая концепция фазообразования электроосаждаемых металлов. Сущность открытого явления состоит в том, что при электрохимическом осаждении металла в водной среде на твердый катод происходит образование сильно переохлажденной металлической жидкости в виде множества жидких кластеров атомов, выделяющихся лавинообразно в различных местах вблизи катода или растущего осадка, и сверхбыстрое ее затвердевание при температуре осаждения в виде кристаллической, аморфной или квазикристаллической фазы. Выявленное явление обусловлено очень быстрым (взрывным) характером выделения металла вследствие цепной реакции электрохимического образования атомов и переходом кластеров атомов либо их объединений из жидкого состояния в более стабильное твердое. Представлены многочисленные экспериментальные факты, доказывающие существование явления фазообразования электроосаждаемых металлов через стадию переохлажденного жидкого состояния. Научная новизна. Открытое явление вносит коренные изменения в существующие представления о формировании фаз и структуры металлов при их электрохимическом осаждении и закладывает основы создания принципиально новой теории электрокристаллизации. Практическая значимость. Установленное явление определяет новые направления получения электропокрытий с улучшенными свойствами и предоставляет научную основу для создания передовых технологий электрохимического синтеза новых типов пленочных материалов, обладающих уникальными свойствами.

UK: Мета. Презентація відкритого автором невідомого раніше явища фазоутворення електроосаджуваних металів через стадію переохолодженого рідкого стану. Результати. Коротко розглянуті існуючі уявлення щодо формування фаз в металах при їх електроосадженні. Представлена формула наукового відкриття «Явище фазоутворення електроосаджуваних металів через стадію переохолодженого рідкого стану» й висунута на його основі нова концепція фазоутворення електроосаджуваних металів. Сутність відкритого явища міститься у тому, що при електрохімічному осадженні металу у водному середовищі на твердий катод відбувається утворення сильно переохолодженої металевої рідини у вигляді безлічі рідких кластерів атомів, що виділяються лавиноподібно в різних місцях поблизу катода або зростаючого осаду, і надшвидке її затвердіння при температурі осадження у виді кристалічної, аморфної або квазікристалічної фази. Виявлене явище обумовлене дуже швидким (вибуховим) характером виділення металу внаслідок ланцюгової реакції електрохімічного утворення атомів і переходом кластерів атомів або їх об’єднань із рідкого стану в більш стабільний твердий. Представлені численні експериментальні факти, які доводять існування явища фазоутворення електроосаджуваних металів через стадію переохолодженого рідкого стану. Наукова новизна. Відкрите явище вносить докорінні зміни в існуючі уявлення щодо формування фаз та структури металів при їх електрохімічному осадженні і закладає підвалини створення принципово нової теорії електрокристалізації. Практична значимість. Встановлене явище визначає нові напрямки одержання електропокриттів з покращеними властивостями і надає наукову основу для створення передових технологій електрохімічного синтезу нових типів плівкових матеріалів, що мають унікальні властивості.

EN: Purpose. Presentation of a previously unknown phenomenon of phase formation via a supercooled liquid state stage in metals being electrodeposited discovered by the author. Findings. A brief overview of the existing views of phase formation in metals during their electrodeposition is given. Formula of the scientific discovery entitled “Phenomenon of phase formation via a supercooled liquid state stage in metals being electrodeposited” is presented and new conception of phase formation in metals being electrodeposited on the its basis is offered. The essence of the discovered phenomenon consists in the fact that during the electrochemical deposition of metal in aqueous solution on a solid cathode the appearance of highly supercooled metallic liquid in the form of numerous liquid clusters of atoms, being formed in an avalanche-like manner at different places near the cathode or the growing deposit, and its extremely fast solidification at the deposition temperature in the form of a crystalline, amorphous or quasicrystalline phase occur. The found phenomenon is caused by very fast (explosive) nature of metal precipitation due to the chain reaction of the electrochemical evolution of atoms and transition of atomic clusters from liquid state to the more stable solid one. Numerous experimental findings are presented to prove the existence of the phenomenon of phase formation via a supercooled liquid state stage in metals being electrodeposited. Originality. The discovered phenomenon makes fundamental changes in the existing conceptions of phase and structure formation in metals during their electrochemical deposition and lays the foundations for creation of an essentially new electrocrystallization theory. Practical value. The found phenomenon determines new directions for the producing of electrocoatings with improved properties and provides a scientific basis for the development of advanced technologies to electrochemical synthesize new types of film materials having unique properties.