Исследование влияния капельной фазы на морфологию, состав и структуру покрытий при импульсном лазерном и электронно-лучевом напылении

• Автор: Александрова, Светлана Сергеевна
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Исследование влияния капельной фазы на морфологию, состав и структуру покрытий при импульсном лазерном и электронно-лучевом напылении
СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

Введение
ГЛАВА 1. Анализ теоретических и экспериментальных данных по генерации в осаждаемом потоке дисперсной фазы при импульсном

лазерном и электронно-лучевом напылении покрытий

1 Л. Генерация микро- и наночастиц при импульсном

лазерном осаждении

1.2. Методы безкапельного нанесения покрытий импульсным

лазерным осаждением

1.3. Методы нанесения покрытий на внутренние поверхности

трубных изделий
1.4. Специфика массопереноса при лазерном нанесении покрытий на внутренние поверхности труб малого диаметра
1.5. Генерация микро- и наночастиц при электронно-лучевом напылении
1.6. Выводы по главе 1. Постановка цели и задач исследований
ГЛАВА 2. Экспериментальное оборудование и методики
экспериментальных исследований
2.1. Лазерный стенд для нанесения покрытий
2.2. Экспериментальная установка электронно-лучевого напыления
2.3. Выбор материалов, подготовка образцов и режимы нанесения покрытий
2.4. Методы исследования морфологии поверхности, химического
и структурно-фазового состава напыленных покрытий

2.5 Выводы по главе
ГЛАВА 3. Исследование массопереноса под действием отраженного от мишени лазерного излучения при нанесении покрытий
на внутренние поверхности труб
3.1 Исследование многослойных покрытий ’П/ТИМ/П,
нанесенных методом импульсного лазерного осаждения на
внутреннюю поверхность труб малого диаметра
3.2. Исследование морфологии металлических покрытий,
нанесенных методом импульсного лазерного осаждения
3.3. Модельные эксперименты по исследованию массопереноса
под действием отраженного от мишени лазерного излучения
3.3.1. Схема модельных экспериментов
3.3.2. Реиспарение осаждаемой пленки при абляции
цилиндрической и плоской мишеней
3.3.3. Реиспарение осаждаемой пленки при абляции
конических мишеней
3.4. Влияние отраженного от мишени лазерного излучения на формирование покрытий на внутренних поверхностях труб
3.5. Выводы по главе
ГЛАВА 4. Исследование влияния капельной фазы
на морфологию металлических покрытий, напыленных импульсным лазерным осаждением на внутренние поверхности труб
4.1. Капельная фаза в покрытиях, напыленных импульсным
лазерным осаждением на внутренние поверхности труб
4.2. Влияние параметров лазерной абляции на капельную фазу
4.2.1. Анализ эволюции капельной фазы в покрытиях с ростом
числа импульсов излучения
4.2.2. Влияние длины волны лазерного излучения на эволюцию
капельной фазы в покрытиях
4.3. Влияние формы мишени на капельную фазу

4.4. Разработка метода снижения капельной фазы с помощью коллинеарной схемы абляции сдвоенными лазерными импульсами
4.4.1. Схема коллинеарной абляции сдвоенными лазерными
импульсами
4.4.2. Исследование морфологии покрытий
4.5. Выводы по главе
ГЛАВА 5. Исследование влияния капельной фазы на пробой оксидных покрытий, напыленных электронно-лучевым методом
5.1. Исследование покрытий диоксида циркония
5.2. Исследование покрытий диоксида гафния
5.3. Исследование покрытий диоксида церия
5.4. Исследование покрытий диоксида церия после испытаний
на пробой. Физическая модель механизма пробоя
5.5. Выводы по главе
Заключение
Список литературы

отношения идв„. В принципе он также допускает групповую обработку изделий, как и некоторые из рассмотренных в этом разделе методов.
К подобным выводам пришли и авторы работ [83-84], которые использовали метод ИЛО для нанесения покрытий на внутренние поверхности труб диаметром от 7 мм и длиной до 600 мм. Ими также использовалось совместное применение ИЛО с длительностью лазерного импульса 8 не и лазерного испарения с длительностью лазерного импульса 1 мс для нанесения термобарьерных покрытий на камеры сгорания ракетных двигателей. В [85] метод ИЛО используется для решения задач нанесения покрытий на внутренние стенки ТВЭЛов - покрытие НИ наносили на стеклянную трубку диаметром 10 мм и длиной около 100 мм.
Весьма важным и сложным процессом является подготовка поверхности внутренних стенок труб под напыление. Подготовка поверхности состоит в обеспечении ее минимальной шероховатости, а также химической и физической очистке. Механическая полировка внутренних поверхностей длинных труб малого диаметра весьма трудоемкая задача и не имеет перспектив в серийном производстве. В настоящее время разработаны лазерно-плазменное (Ла « 0.5 мкм) и магнитно-абразивное (Ла « 0.2 мкм) полирование поверхностей труб [86]. Химическая очистка выполняется по традиционной технологии - промывкой труб в растворителях и сушке.
Исследование процесса физической очистки внутренних поверхностей длинных труб малого диаметра представлено в [18, 19, 87]. После химической очистки детали очищают в рабочей камере либо плазмой тлеющего разряда, либо ионным пучком, либо проводят лазерную очистку поверхности, получающую в настоящее время все большее распространение. При оптимальных параметрах лазера очистка возможна и при скользящем падении луча, что является в нашем случае положительным фактором.
В [18, 87] был выбран процесс очистки плазмой тлеющего разряда по следующим обстоятельствам: