Исследование и разработка порошковых катодных материалов Al-Cr, Al-Cr-Si для ионно-плазменного синтеза износостойких покрытий

• Автор: Коржова, Виктория Викторовна
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 196 с. : ил.

Содержание.
Введение

1. Обзор литературы

1.1. Порошковые технологии получения материалов

1.1.1. Традиционные технологии порошковой металлургии

1.1.2. Горячая деформационная обработка порошковых материалов

1.1.3. Технологии на основе СВС

1.1.4. Технологии получения многокомпонентных катодных материалов

1.2. Многокомпонентные ионно-плазменные покрытия

1.2.1. Физико-механические свойства износостойких покрытий

1.2.2. Основные методы нанесения износостойких покрытий
1.2.3. Свойства многокомпонентных покрытий
2. Постановка задачи. Материалы, методы и оборудование
2.1. Постановка задачи
2.2. Применяемые порошки и порошковые объекты исследования
2.3. Приборы и методы исследования порошковых материалов и покрытий
2.4. Оборудование и методы нанесения покрытий
3. Формирование структуры и объемные изменения при спекании порошковых композиций системы А1-Сг-81-Тт
3.1. Композиции состава А170Сг3о
3.1.1. Порошковые смеси (СВС-интерметаллид + металл)
3.1.2. Объемные изменения при спекании СВС - порошков
3.1.3. Фазовый состав
3.1.4. Микроструктура и элементный состав
3.2. Трехкомпонентные системы А1-Сг-81 (Л)
3.2.1. Фазовый состав
3.2.2. Микроструктура и элементный состав
3.3. Заключение по разделу

4. Структура и свойства порошковых композиций А1-Сг и А1-Сг-
8І, подвергнутых термосиловой обработке
4.1. Окисление и структурные превращения в порошковых прессовках
на основе алюминия при нагреве на воздухе
4.1.1. Прессовки из смесей алюминий - хром
4.1.2. Прессовки из алюминиевого порошка
4.1.3. Прессовки из смесей алюминий - хром - кремний
4.2. Влияние температуры на структурные превращения в порошковых композитах
4.2.1. Прессовки состава А17оСг3о
4.2.2. Прессовки состава А^О^ію
4.3. Структура, прочность и разрушение порошковых композитов
А1-Сг, АІ-Сг-Бі
4.3.1. Пористость и макроструктура
4.3.2. Микроструктура и фазовый состав
4.3.3. Твердость
4.3.4. Прочность и пластичность
4.3.5. Характер разрушения
4.4. Заключение по разделу
5. Опыт применения порошковых катодов алюминий - хром (кремний) в технологиях нанесения ионно-плазменных покрытий.
5.1. Структурные превращения на рабочей поверхности катодов
А1 - Сг, А1 — Сг — Б і под действием вакуумной дуги
5.1.1. Катод А170Сгзо
5.1.2. Катод А165Сг258ііо
5.1.3. Катод А1боСг2о8І2о
5.2. Структура поверхностного слоя катода А165Сг258і|о после магнетронного распыления
5.3. Исследование покрытий, полученных вакуумно-дуговым испарением порошковых катодов А1-Сг, А1-Сг-8і в различных газовых сре-

5.3.1. Микроструктура покрытий
5.3.2. Фазовый состав покрытий
5.3.3. Элементный состав покрытий
5.4. Заключение по разделу
Выводы
Список литературы
Приложения
• Мозаичные катоды получают запрессовкой вставок из легирующих элементов в поверхность основного нитридообразующего металла. Однако из-за различия скоростей испарения различных элементов и различия в их магнитных свойствах эти катоды не обеспечивают стабильности во времени элементного состава плазмы, необходимого для получения постоянного химического состава и, следовательно, свойств осаждаемого покрытия. Недостатком рассматриваемой конструкции является то, что нельзя запрессовать хрупкие материалы, например кремний.
• Композиционные катоды формируются из смеси порошков заданного состава путем холодного прессования и спекания, изостатического горячего прессования (Н1Р) или самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС или БИБ). Порошковые технологии позволяют получать самые разнообразные по составу многокомпонентные и многофазные материалы, которые трудно или невозможно получить другими методами.
На сегодняшний день основным методом получения композиционных катодов является СВС-компактирование. Этим методом Левашов Е.А., Штанский Д.В. с коллегами получили мишени для магнетронного распыления сложных составов (ТлВх, Т^х, СгВ, 'ПСгВ, Т^В, ТлА1В, ТлА^В, СгА^В, ТлСгБЮ, П81ВС, Т1А181С1Л, ПС^СИ) [79, 80]. Также были получены новые композиционные покрытия: ПАКДИ), Т1СгА1С(М), СгА1С(1Ч), с применением катодов состава так называемых МАХ-фаз: СгхТ12.хА1С при х = 0; 0,5; 1; 1,5; 2 [81]. Однако элементный состав порошковых катодов, получаемых СВ-синтезом, довольно узкий, так как реакция синтеза в порошковых смесях возможна в ограниченном концентрационном интервале порошковых композиций с достаточной термичностью [82]. Для расширения составов катодов, которые можно получать по технологии СВС-компактирования применяют предварительное механическую активацию (МА) реакционных порошковых смесей. Применение МА на стадии предварительной подготовки