Влияние режимов ионно-плазменного напыления на структуру и свойства износостойких покрытий на резиновой подложке

• Автор: Целых, Елена Петровна
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Оглавление

Введение

Г лава I Эксплуатационные свойства РТИ и методы их повышения

1.1 Строение и структура резин, используемых в резиновой

промышленности

1.2 Свойства резин и резинотехнических изделий

1.2.1 Физико-механические свойства

1.2.2 Эксплуатационные свойства

1.2.2.1 Триботехнические свойства

1.2.2.2 Другие эксплуатационные свойства
1.3 Модифицирование свойств полимеров
1.3.1 Методы объемного модифицирования
1.3.2 Методы поверхностного модифицирования
1.3.2.1 Плазмохимическое модифицирование
1.3.2.2 Ионно-плазменная обработка
1.3.2.3 Вакуумное напыление
1.3.3 Влияние технологических факторов на структуру и свойства
получаемых покрытий
1.4 Исследование структуры поверхности модифицированных
резин
1.4.1 Метод сканирующей электронной микроскопии
1.4.2 Метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии
1.5 Проблема повышения физико-механических и 45 эксплуатационных свойств РТИ
Глава II Объекты, выбор методов и средств экспериментального иссле- 52 дования
2.1 Объекты исследования
2.1.1 Компоненты резиновой смеси и изготовление образцов
2.1.1.1 Каучуки резиновой смеси
2.1.1.2 Ингредиенты резиновой смеси
2.1.1.3 Изготовление резиновой смеси, вулканизация и заготовка об-
разцов

2.1.2 Характеристика мишеней и модификация поверхности резины
2.1.2.1 Мишени молибденовые
2.1.2.2 Мишени вольфрамовые
2.1.2.3 Мишени Танталовые
2.1.2.4 Модификация поверхности резины
2.1.3 Контртело - металл, применяемый для исследования триботехнических свойств
2.2 Методы и средства экспериментального изучения эксплуатационных свойств резин и РТИ
2.2.1 Методы сканирующей электронной микроскопии
2.2.2 Методы исследования триботехнических свойств
2.2.2.1 Метод испытания на истираемость и коэффициент трения
2.2.3 Методы исследования упруго-прочностных свойств
2.2.3.1 Метод определения упруго-прочностных свойств при растяжении
2.2.3.2 Метод определения усталостной выносливости при многократном растяжении
2.2.4 Методы исследования масло-, термо-, хладостойкости и других свойств
2.2.4.1 Метод испытания на стойкость в ненепряженном состоянии к воздействию жидких агрессивных сред
2.2.4.2 Метод испытания на стойкость к термическому старению
2.2.4.3 Метод определения температурного предела хрупкости
Глава III Исследование закономерностей формирования наномикроструктур в поверхностном слое при модифицировании резин методом ионно-плазменного распыления
3.1 Выбор параметров для режима нано-микроструктурирования поверхности и проведение поверхностной модификации экспериментальных партий образцов и изделий
3.2 Экспериментальные исследования исходной поверхности резиновых образцов и модифицированными металлами
3.2.1 Электронно-микроскопические исследования модифицированной поверхности до проведения испытаний
3.2.1.1 Описание диффузионных процессов в приповерхностных
слоях резины
3.2.1.2 Экспериментальное исследование химического состава
модифицированной поверхности резин
3.2.1.3 Экспериментальные исследования шероховатости и профиля
модифицированной поверхности
3.2.2 Электронно-микроскопические исследования
модифицированной поверхности после проведения
испытаний
3.3 Выводы и заключения к главе III
Глава IV Эксплуатационные свойства резин, поверхностно
модифицированных тугоплавкими металлами
4.1 Экспериментальные исследования влияния поверхностного
модифицирования на триботехнические свойства образцов резины
4.2 Экспериментальные исследования упруго-прочностных и
деформационных свойств образцов
4.2.1 Определение упруго-прочностных свойств
4.2.2 Определение деформационных свойств при многократном
растяжении
4.3 Экспериментальные исследования масло-, термо- 142 хладостойкое и других свойств образцов и изделий
4.3.1 Определение стойкости к воздействию активных
агрессивных сред
4.3.2 Определение температурного предела хрупкости
4.3.3 Определение стойкости к термическому старению
4.4 Выводы и заключения по главе IV
Общие выводы и научные результаты
Список литературы
Приложения

1.3.2.3 Вакуумное напыление
Напыление вакуумное включает нанесение покрытий или слоев на поверхность деталей или изделий в условиях вакуума (ПО"1 • 10'7 Па). Напыление вакуумное используют в производстве для изготовления защитных слоев при металлизации поверхности резиновых, пластмассовых и стеклянных изделий, тонировании стекол автомобилей. Методом вакуумного напыления наносят металлы (А1, Аи, Си, Сг, N1, V, П и др.), сплавы (напр., ЫЮг, СгМвГ), химические соединения (силициды, оксиды, бориды, карбиды и др.), стекла сложного состава, керметы.
Напыление вакуумное основано на создании направленного потока частиц (атомов, молекул или кластеров) наносимого материала на поверхность изделий и их конденсации. Процесс включает несколько стадий: переход напыляемого вещества или материала из конденсированной фазы в газовую, перенос молекул газовой фазы к поверхности изделия, конденсацию их на поверхность, образование и рост зародышей, формирование покрытия.
Вакуум обеспечивает наилучшие условия для формирования наноструктуры в направлении «снизу/вверх» [22]. Тонкопленочные металлополимерные материалы формируются методами вакуумной технологии [116-118], характеризуются высокими служебными свойствами и эффективно используются при решении различных технических задач. Полученные такими способами слои отличаются высокой адгезией, а температурное воздействие на материал основы, как правило, минимальное. Анализ литературных источников, показывает, что размер кристаллитов в покрытиях, полученных по технологиям вакуумного нанесения, может достигать от 1-3 нм до нанесения покрытий и покрытий толщины не более нескольких микрометров [119]. Покрытия, как наноструктурные материалы, универсальны по составу, а размер кристаллитов в них может меняться в широком интервале, включая аморфные состояния и многослойные структуры, что обеспечивает большие возможности для применения покрытий. Несмотря на малую толщину, покрытия существенно повышают ме-