Разработка ионно-плазменных методов нанесения покрытий и азотирования перспективных конструкционных материалов

• Автор: Мамаев, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 174 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИИ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Ионно-плазменные меюды обрабо1ки поверхности

1.1. Физическое I азофа шос осаждение

1.1.2. Токовый коллекюр 1вердооксидно1 о 10пливно1 о элемента:

принцип действия и применяемые ма1ериалы

1.2. Плазмо-химическое осаждение из газовой фазы

1.2.1. Осаждение алмазоподобных покрышй

1.3. Ионно-плазменное азотирование

1.3.1. Азотирование в плазме, [енерируемой тек тронным пучком

Выводы к главе

ГЛАВА 2. Нанесение Со-Мп-0 покрьпий маг не тронным распылением металлических мишеней
2.1. Ионно-плазменная система и метод осаждения
2.2. Изучение влияния параметров осаждения на структуру, фазовый и элементный состав покрытий
2.2.1. Ренггенос труктурный фазовый анализ
2.2.2. Анализ микроструктуры покрытий и элементного состава
2.3. Функциональные свойства юкопроходов с Со?МпО,| покрьнием
Выводы к главе
ГЛАВА 3. Получение алмазоподобных покрытий в разряде низкого давления с плазменным каюдом
3.1. Принцип работы газоразрядного устройства и меюдика нанесения АПП
3.2. Импульсно-периодический режим работы

3.3. Влияние параметров осаждения на микротвердость и микроструктуру ЛІІІІ
3.3.1. Особенности измерения микротвердости твердых пленок
3.3.2. Исследование АПП методом римановской спектроскопии
3.3.3. Исследование микроструктуры ЛГІГ1
3.3.4. Расширение функциональных возможностей установок
Выводы к главе
ГЛАВА 4. Низкотемпературное азотирование сталей и сплавов в плазме электронного пучка
4.1. Особенности метода и принцип работы источника электронов с плазменным каюдом
4.2. Исследование состава азотированного слоя и скорости его формирования
4.2.1. Азотирование титана
4.2.2. Азотирование нержавеющей стали
Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Совершенствование способов генерации плазмы и разработка новых ионно-плазменных устройств необходимы для повышения
производительности процессов обработ ки изделий и получения материалов с новыми свойствами. Поскольку, в процессе эксплуатации деталей машин и приборов именно поверхностный слой подвергается наиболее сильному механическому и химическому воздействию, наиболее целесообразной представляется модификация свойшв поверхности. Использование для этих целей объемнолегированных материалов часто экономически нецелесообразно, а в ряде случаев технологически невозможно.
Особенностью ионно-плазменных методов обработки, в основе которых лежит использование газоразрядной плазмы, является воздействие частиц с высокими энергиями (ионы, электроны, нейтральные атомы) на тонкий (десятки и сотни нм) приповерхностный слой материалов, что позволяет модифицировать его структурно-фазовый сосшв, не изменяя объемных свойств материала, а также получать покрытия из оксидов, нитридов и карбидов металлов при существенно более низких температурах, чем температура, необходимая для получения этих соединений термохимическими методами. Конкретные условия эксплуатации изделий требуют направленного изменения физико-химических свойств поверхности материалов для достижения высокой износостойкости, коррозионной стойкости, усталостной прочности, электропроводноеIи и др.
В данной работе решается актуальная проблема защиты от высокотемпературной коррозии изделий из нержавеющей стали, используемых для электрического соединения ячеек тпливного элемента с твердым электролитом между собой (токовых коллекторов). Наряду с высокой коррозионной стойкостью при 800НС в кислороде этот конструкционный элемент должен также сохранять высокую электронную проводимость в течение 40000 часов. Обеспечение этих свойств коллектора

эр3 (Алмаз)
(Гоафит)
Рис. 1.10. Фазовая диаграмма системы Графит-Алмаз-Водород [128].