Конструирование и технология получения оксидных покрытий с заданными физико-химическими свойствами в импульсном микроплазменном режиме

• Автор: Будницкая, Юлия Юрьевна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 208 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛИКАТНЫХ И ОКСИДНЫХ ПОКРЫТИЙ НА МЕТАЛЛАХ И СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМА ПРОТЕКАНИЯ МИКРОПЛАЗМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

1.1. Зольгель технология получения тонкопленочных материалов

1.2. Плазменные порошковые покрытия

1.3. Эмалирование металлических изделий

1.4. Микроплазменные процессы на электродах в растворах электролитов

1.5. Сущность и разновидности микроплазменных процессов

1.6. Характерные особенности пробоя анодных оксидных пленок в электролитах

1.7. Механизм образования и роста анодных оксидных покрытий

1.8. Формирование цветных, защитнодекоративных покрытий на алюминии и его сплавах

ГЛАВА 2. АППАРАТУРА И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ.

2.1. Аппаратура
2.2. Приборы
2.3. Материалы и реактивы.
2.4. Информационноизмерительный комплекс
2.4.1. Работа информационноизмерительного комплекса.
2.4.2. Источник питания
2.4.3. Работа измерительной аппаратуры и программы.
2.5. Корректность электрохимических измерений параметров
сильноточных импульсных процессов в растворах электролитов
2.5.1. Методика измерения токов.
2.5.2. Методика измерения напряжений.
2.6. Методики определения физикомеханических свойств обрабатываемой поверхности
2.6.1. Методика измерения шероховатости покрытия.
2.6.2. Методика измерения толщины покрытия
2.6.3. Методика определения пористости покрытий.
2.7. Методика определения элементного состава поверхности металлов
2.8. Методика определения фазового состава покрытия.
2.9. Методика контроля защитных свойств неметаллических неорганических покрытий.
2.8.1. Метод капли
2.8.2. Метод погружения.
2.9. Методика окрашивания аноднооксидных покрытий
2 Методика определения декоративности покрытия.
2 Математическая обработка результатов измерений.
Глава 3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ПОРИСТЫХ АНОДНО ОКСИДНЫХ ПОКРЫТИЙ.
3.1. Влияние режимов микроплазменного процесса и состава электролита на физикомеханические характеристики аноднооксидных покрытий.
3.2. Влияние состава электролита на декоративный вид аноднооксидных покрытий.
3.3. Влияние режимов микроплазменного процесса на декоративный
вид керамических покрытий.
3.4. Исследование коррозионных свойств декоративных покрытий
3.5. Окрашивание аноднооксидных покрытий.
Выводы
Глава 4. МОРФОЛОГИЯ ПОКРЫТИЙ
4.1. Влияние режимов формирования микроплазменного процесса на общую пористость аноднооксидных покрытий.
4.2. Влияние состава электролита на общую пористость покрытий
4.3. Влияние режимов микроплазменного процесса и концентрации соединений переходных металлов на элементный состав анодно
оксидных покрытий
Выводы.
Глава 5. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССОВ ИЗМЕНЕНИЯ ТОЛЩИНЫ, ПОРИСТОСТИ, ШЕРОХОВАТОСТИ, ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА АНОДНООКСИДНЫХ ПОКРЫТИЙ ОТ ВРЕМЕНИ, НАПРЯЖЕНИЯ, ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ ТОКА МИКРОПЛАЗМЕННОГО ПРОЦЕССА И СОСТАВА ЭЛЕКТРОЛИТА .
5.1. Параметрическое моделирование изменения пористости покрытия
от времени и напряжения микроплазменного процесса
5.2. Параметрическое моделирование изменения толщины покрытия от времени, напряжения микроплазменного процесса и концентрации,
вводимых в электролит соединений переходных металлов.
5.3. Параметрическое моделирование изменения шероховатости покрытия от времени, напряжения микроплазменного процесса и концентрации, вводимых в электролит соединений переходных металлов.
5.4. Параметрическое моделирование изменения элементного состава покрытия от времени, напряжения, длительности импульсов тока микроплазменного процесса и концентрации соединений переходных металлов вводимых в электролит.
Глава 6. ПАРАМЕТРЫ ИМПУЛЬСНЫХ МИКРОПЛАЗМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ НА АЛЮМИНИИ И ЕГО СПЛАВАХ
Глава 7. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЩИТНОДЕКОРАТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ИЗДЕЛИЯХ ИЗ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ.
7.1. Методы нанесения неметаллических декоративных покрытий
7.2. Разработка технологии для формирования декоративных кор . розионностойких покрытий на изделиях из алюминия и его сплавов
7.3. Получение декоративных теплостойких покрытий на подошвах утюгов.
7.4. Технологический процесс и оборудование для формирования защитнодекоративных покрытий на изделиях выполненных из алюминия и его сплавов.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Это должно одновременно обеспечить, с одной стороны, быстрый частичный или полный гидролиз в растворе с сохранением образующихся продуктов гидролиза соответствующих кислот или гидроокисей элементов в виде золя и, с другой мгновенный окончательный гидролиз в тонком слое на обрабатываемой поверхности с выделением прозрачной пленки соответствующей гидроокиси. Кроме того, только при оптимальных соотношениях компонентов в растворе образующиеся пленки сцепляются достаточно прочно с поверхностью обрабатываемого материала 1. Окончательный полный гидролиз протекает в тонком слое на поверхности обрабатываемой детали под влиянием водяных паров окружающей среды. Затем следуют реакции конденсации, приводящие к образованию полимолекулярных соединений. В результате этих процессов на поверхности образца выделяется однородный по толщине прозрачный слой. Последующая термическая обработка приводит к завершению реакции разложения промежуточных продуктов гидролиза и к полному удалению растворителя и органических остатков. После дегидратации остаются прозрачные пленки нерастворимых оксидов элементов, прочно связанных химическими или хемосорбционными силами с поверхностью образца. Из растворов гидролизующихся соединений получаются пленки различной толщины от 5 нм до мкм. Нанесение толстых пленок мкм возможно лишь путем многократного наслаивания с промежуточным прогревом упрочнением при С после нанесения каждого слоя 1. Оксидные покрытия на металлах можно получать плазменным напылением порошков оксидов. Для этого используется плазменнодуговой метод. Плазменнодуговой метод относится к категории газотермических, где основой процесса служит передача частицам порошка со стороны газовой струи такого количества тепловой и кинетической энергии, которое обеспечивает формирование покрытия, наслоенного из отдельных деформированных частиц напыляемого материала 2. Кроме оксидных покрытий плазменный метод позволяет наносить в чистом виде покрытия из тех веществ, которые не разлагаются при нагреве. Это металлы и сплавы, тугоплавкие соединения карбиды, бориды, нитриды, силициды, оксиды и их сочетания. Плазменным методом можно наносить и некоторые пластмассы, если напыляемый материал вводить в то место плазменной струи, где температура достаточно снизилась. Технологический процесс плазменного напыления порошковых покрытий может быть разбит на три последовательных стадии, разделенных пространственно, различных по своей физической сущности и решающих свои специфические задачи. Первая стадия заключается в процессе транспортирования порошка на участке от питателя до плазмотрона и ввода его в плазменную струю. Вторая стадия охватывает процессы, происходящие при движении частиц порошка в объеме плазменной струи нагрев, ускорение и замедление, взаимодействие материала частиц со средой. И, третья стадия состоит в формировании покрытия, т. Анализ явлений, происходящих на этой стадии, позволяет выделить в числе основных следующие удар частицы о поверхность деформацию частицы термические процессы в зоне контакта возникновение сил сцепления частицы с контактной поверхностью установление термического равновесия системы покрытие основа с окружающей средой и формирование остаточных напряжений. Эти явления не разделены строго во времени и в основном накладываются друг на друга. В качестве плазмообразующих газов для нанесения покрытий наиболее часто применяют аргон, азот, водород, гелий и их смеси, а также продукты сгорания углеродов, воздух, углекислоту и воду 2. Порошки, применяемые для плазменного напыления должны удовлетворять следующим требованиям форма и размеры частиц должны обеспечивать, с одной стороны, стабильную и регулируемую подачу частиц в плазменную струю, а с другой, формирование покрытия с заданными эксплуатационными свойствами. Весь технологический процесс получения плазменного покрытия состоит из следующих основных этапов подготовки напыляемых материалов и покрываемых деталей к напылению нанесения метализационного подслоя при покрытии из керамики, керметов и т. Целью предварительной механической обработки деталей перед напылением является устранение дефектов поверхности, вызванных коррозионным поражением, местным износом и т.