Теплофизические и термохимические процессы образования защитных покрытий в вакууме при воздействии электронного пучка

• Автор: Смирнягина, Наталья Назаровна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 278 с. : ил.

Глава 1. КРИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СТРОЕНИЯ И СВОЙСТВ ЗАЩИТНЫХ СЛОЕВ, СФОРМИРОВАННЫХ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПУЧКОВ ЗАРЯЖЕНЫХ ЧАСТИЦ

1.1. Взаимодействие ускоренных электронов с веществом

1.2. Покрытия на основе электронно-лучевой наплавки

1.3. Физико-химические процессы при самораспространяющемся высокотемпературном синтезе боридов и карбидов тугоплавких металлов
Глава 2. ФОРМИРОВАНИЕ СЛОЕВ И ПОКРЫТИЙ В ВАКУУМЕ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО ПУЧКА ЭЛЕКТРОНОВ

2.1. Принципы организации процесса формирования слоев

2.2. Конструкция и характеристики устройства

2.3. Методы исследования

Глава 3. ФАЗОВЫЙ СОСТАВ, СТРУКТУРА МАТЕРИАЛОВ ПОСЛЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОБРАБОТКИ

3.1. Углеродные пленки на основе карбина

3.2. Диффузионные боридные слои на углеродистых сталях СтЗ и

3.3. Железоуглеродистые сплавы
3.3.1. Углеродистые стали
3.3.2. Серый чугун СЧ-20 Выводы
Глава 4. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ БОРИДОВ И КАРБИДОВ В ВАКУУМЕ
4.1. Методика термодинамических расчетов
4.2. Моделирование фазовых равновесий в системе БКС-О и синтез карбида кремния при электронно-лучевом воздействии
4.3. Моделирование фазовых равновесий в системе В-С
4.4. Моделирование фазовых равновесий в системе ТьС-О
4.5. Моделирование фазовых равновесий в системе У-С-О
4.6. Термодинамическое моделирование фазовых равновесий в системах Ме-В-С-0 (Ме = И, Ъс, V)
4.6.1. Термодинамические и теплофизические свойства образования боридов переходных металлов в высоком вакууме
4.6.2. Фазовые равновесия в системах ТКК-В-С, ТЮ2-В4С-С и ТЮ2-В2ОгС
4.6.3. Фазовые равновесия в системах КгСТ-В-С. Zr02-B4C-C и
гго2-в2о3-с

4.6.4. Фазовые равновесия в системах V203-B-C, V203-B4C-C и V2O3-B2O3-C
4.7. Оптимизация условий формирования карбидов и боридов при давлении в диапазоне 10‘2-10‘4 Па Выводы
Глава 5. ФАЗОВЫЙ СОСТАВ, СТРУКТУРА БОРИДНЫХ СЛОЕВ, СФОРМИРОВАННЫХ ПРИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОБРАБОТКЕ В ВАКУУМЕ 5Л. Слои боридов железа на углеродистых сталях
5.2. Слои боридов на быстрорежущих сталях Р18 и Р6М5
5.3. Слои боридов железа на сером чугуне СЧ-20 Выводы
Глава 6. ФАЗОВЫЙ СОСТАВ, СТРУКТУРА БОРИДНЫХ СЛОЕВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ, СФОРМИРОВАННЫХ ИЗ РЕАКЦИОННЫХ СМЕСЕЙ ПРИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОБРАБОТКЕ
6.Г Механизм образования слоев боридов переходных металлов
6.2. Слои боридов титана и циркония
6.3. Слои боридов ванадия
6.4. Слои боридов хрома
6.5. Слои боридов железа Выводы
Глава 7. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ БОРИДНЫХ СЛОЕВ
7.1. Микротвердость
7.2. Термическая стабильность боридных слоев
7.3. Износостойкость Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ЛИТЕРАТУРА

Актуальность темы. Развитие промышленной технологии формирования защитных покрытий в вакууме повышает требования и стимулирует пересмотр и совершенствование традиционных вакуумных методов и способов. Среди различных методов получения защитных покрытий наилучшим образом удовлетворяет требованиям, особенно технологических применений, модифицирование поверхности материалов мощным электронным пучком. Общепризнанная перспективность использования электронного пучка связана с модифицированием поверхности железоуглеродистых сплавов посредством создания слоев и покрытий на основе боридов и карбидов различных химических элементов. Бориды и карбиды, особенно переходных металлов, отличаются совокупностью уникальных физико-химических свойств: высокой твердостью; достаточной стойкостью к факторам внешней среды - жаростойкостью, жаропрочностью (СгВ2), стойкостью к действию расплавленных металлов в сочетании с низким удельным весом СПВ2), коррозионной, радиационной устойчивостью (7,гВ2), ИЗНОСОСТОЙКОСТЬЮ (V2B5); высокой электро-и теплопроводностью. Они находят широкое применение во многих областях техники, машиностроения, электроники, энергетики, катализе.
Создание новых вакуумных технологий формирования защитных покрытий на основе боридов и карбидов переходных металлов с заданными характеристиками и изучение закономерностей их образования, строения и икийить ии^«иля1 раиширть рлд ^ирОЧНЯсмЫХ мСТаЛЛОВ й
сплавов. Причем, вакуумные процессы способствуют получению наиболее чистых материалов, а использование электронного пучка в условиях надежно работающих электронных пушек и оборудования расширяет возможности получения защитных покрытий с заданной неоднородностью в одну стадию (синтез порошка твердого материала и одновременная его наплавка).
Отсюда следует необходимость всестороннего исследования более экономичных теплофизических и термохимических процессов получения

ним общим насосом предварительного разрежения НВПР-40-066 (рис. 5).
Рис. 6. Вакуумная схема электронно-лучевой установки: /-насос НВПР-40, 2- АВП-250 , З- АВП-160. 4- угловой патрубок, 5-ваккуумная камера , 6-ПМТ-2, 7- ПМИ-2, 8- вентили РУ-2,5
Кроме откачки электронной пушки, по пути транспорта электронного пучка введена вспомогательная обводящая откачка меньшей производительности. Вакуумный затвор позволяет производить перегрузку вакуумной камеры без разрыва вакуума в пушке или заменять вольфрамовые термокатоды