Метод ионно-плазменной очистки и осаждения покрытий на детали ГТД с использованием разряда на основе эффекта полого катода

• Автор: Шехтман, Семен Романович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 167 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Анализ условий работы лопаток турбины ГТД
1.2 Анализ эффективности технологии нанесения ионноплазменных защитных покрытий
1.3 Анализ эффективности методов предварительной обработки
поверхности перед нанесением покрытий
1.4. Анализ физико-химических процессов на поверхности твердого
тела и в объеме разряда при возникновении эффекта полого катода
1.5 Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ. ОБОРУДОВАНИЕ
И ПРИБОРЫ
2.1 Механические свойства и химический состав исследуемых
сплавов
2.2 Исследуемые покрытия
2.3 Принцип работы и краткое описание модернизированных
установок
2.4 Методика испытания влияния предварительной подготовки
поверхности на адгезию вакуумных ионно-плазменных покрытий

2.5 Методика определения коэффициента и скорости распыления
поверхности
2.6 Методика испытания жаростойкости
2.7 Методика испытания долговечности
2.8 Методика рентгеноструктурного анализа покрытий
ГЛАВА 3. МОДЕЛЬ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА ПОЛОГО КАТОДА
3.1 Обоснование и описание разработанной модели тлеющего
разряда на основе эффекта полого катода
3.2 Математический эксперимент и расчеты
3.3 Анализ полученных экспериментальных результатов, сравнение
с теоретическими данными
Выводы
ГЛАВА 4. СВОЙСТВА ИОННО-ПЛАЗМЕННЫХ ПОКРЫТИЙ, НАНЕСЕННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗРЯДА НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА ПОЛОГО КАТОДА
4.1 Рентгеноструктурное исследование структуры и фазового
состава тонких пленок, осажденных с использованием разряда на основе эффекта полого катода
4.2 Исследование влияния вакуумных ионно-плазменных
покрытий, полученных с использованием разряда на основе эффекта полого катода на долговечность

4.3 Исследование влияния вакуумных ионно-плазменных
покрытий, полученных с использованием разряда на основе эффекта полого катода на жаростойкость
4.4 Исследование влияния вакуумных ионно-плазменных
покрытий, полученных с использованием разряда на основе эффекта полого катода на микротвердость
Выводы
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИОННОЙ ОБРАБОТКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗРЯДА НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА ПОЛОГО КАТОДА
5.1 Определение технологических режимов ионной очистки
поверхности перед нанесением покрытий
5.2 Влияние предварительной обработки и очистки поверхности на
адгезию вакуумных ионно-плазменных покрытий
5.3 Технологический процесс нанесения вакуумных ионно-
плазменных покрытий с использованием разряда на основе эффекта полого катода
Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Элементный анализ на электронном микроскопе с приставкой для микроанализа “LINK”
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Измерение электродного потенциала поверхности
ПРИЛОЖЕНИЕ 3.Рентгенограммы образцов из сплава ЖС6У
ПРИЛОЖЕНИЕ 4.Протокол испытаний. Патенты.

Как показывают отдельные исследования, перспективным методом, кардинально повышающим жаропрочность, жаростойкость, пластичность, является метод, основанный на осаждении покрытий через прозрачный экран. Дальнейшее изучение этого метода привело к предложению использовать эффект полого катода (ЭПК), возникающий при определенных расстояниях между экраном и обрабатываемой поверхностью. Однако, до сих пор, физико-химические процессы, происходящие при обработке поверхности с использованием ЭПК, практически не изучены. В этой связи, актуальной задачей является установление закономерностей ионно-плазменной очистки поверхности и осаждения ионно-плазменного покрытия на основе ЭПК.
Целью работы является исследование и разработка метода ионноплазменной очистки и осаждения покрытий на основе эффекта полого катода, обеспечивающего повышение эксплуатационных характеристик деталей ГТД.
Для достижения сформулированной цели были поставлены и решены следующие задачи.
1. Разработка модели тлеющего разряда на основе двухжидкостной гидродинамики физики низкотемпературной плазмы, позволяющей описать основные параметры тлеющего разряда с использованием ЭПК.
2. Экспериментальные исследования закономерностей влияния расстояния между обрабатываемой поверхностью и экраном, напряжения горения разряда, прозрачности экрана и давления рабочего газа на величину силы тока разряда на основе ЭПК.
3. Модернизация промышленных установок для реализации метода ионно-плазменной очистки и осаждения покрытий с использованием разряда на основе эффекта полого катода.
4. Разработка технологии ионной очистки поверхности с использованием ЭПК, определение скорости распыления и температуры обрабатываемой поверхности при воздействии разряда.