Структурные и фазовые превращения при механохимическом синтезе интерметаллидных покрытий

• Автор: Каевицер, Екатерина Владиленовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 113 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ
1.1. Методы нанесения металлических покрытий
1.2.1. Превращения в системах на основе металлов при механоактивации и механическом сплавлении
1.2.2. Методы механоактивационной обработки
1.3. Энергетические параметры процесса механоактивации
1.4. Образование интерметаллидных соединений
1.4.1. Система №-А1
1.4.2. Система Т1-А1
1.5. Методы механоактивационного нанесения покрытий
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Исходные материалы
2.2.1.Вибрационный шаровой механоактиватор
2.2.2. Планетарный шаровой механоактиватор АГО-2У
2.3. Отжиг образцов
2.4. Методы структурного анализа
2.5. Трибологические испытания
2.6. Определение интенсивности подвода энергии в вибрационном шаровом механоактиваторе методом компьютерного моделирования

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
ЗЛ. Формирование титано-алгоминидных фаз на подложках из
алюминия
3.2. Формирование титано-алюминидных фаз на подложках из
титана
3.3. Формирование композиционных покрытий на основе титано-алюминидных фаз
3.4. Влияние параметров нанесения на структуру ТІ-А1 покрытий
3.5. Формирование никель-алюминидных покрытий на никеле
3.6. Влияние параметров нанесения на структуру №-А1 покрытий
3.7. Влияние твердости подложки на процесс нанесения покрытий методом
механосинтеза на примере системы ІЧІ-А1
3.8. Трибологические испытания МС покрытий
3.9. Выводы по главе
4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
4.1. Расчет интенсивности подвода энергии в вибрационном шаровом
механоактиваторе методом компьютерного моделирования
4.2. Оценка скорости движения шаров, необходимой для нанесения покрытий
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ.
Качество машин и приборов, их надежность и долговечность во многом зависят от способности материалов противостоять воздействию коррозионных сред, механических нагрузок и других факторов. В последние годы, значительное внимание уделяется формированию на ответственных металлических деталях специальных покрытий, повышающих устойчивость металла к коррозии, истиранию, механическим повреждениям. Для этого используют самые разнообразные подходы и методы, начиная от нанесения лакокрасочных покрытий до формирования оксидированных или керамических слоев на поверхности путем, например, обработки в плазме. Каждый из типов покрытий обладает своими достоинствами и недостатками. Однако лучшие из покрытий характеризуются наличием прочных химических связей с основой, термически устойчивы, имеют близкий коэффициент термического расширения и высокие механические свойства. Одним из наиболее перспективных методов защиты металлов является создание на поверхности изделий интерметаллидных покрытий. Такие покрытия при высоком уровне прочностных и термических характеристик в тоже время максимально близки по свойствам металлической подложке, на которой они формируются.
Существует потребность в разработке новых методов, позволяющих наносить толстые и плотные интерметаллидные покрытия на различные металлические поверхности. В современных технологиях очень широко применяются материалы с микро- и нанокристаллическим размером зерен, что в свою очередь позволяет создавать специальные покрытия, имеющие нанокристаллические размеры зерен для создания принципиально новых конструкционных, защитных, износостойких материалов, сочетающих высокие механические свойства недорогого материала матрицы с уникальными свойствами поверхностных слоев: высокой коррозионной стойкостью, твердостью, контролируемым коэффициентом трения и прекрасными декоративньми качествами.
К настоящему моменту времени известен ряд методов получения покрытий различного назначения, которые в свою очередь можно разделить на две группы: жидкофазные процессы (аннодирование, электроосаждение), и газофазные процессы (плакирование, распыление, осаждение). Состав и свойства покрытий в значительной степени зависят от технологии их нанесения. Все технологии имеют свои преимущества и недостатки. Так методы относящиеся к первой группе имеют ограничения по парам наносимого материала/подложка, методы второй группы требуют экономических затрат

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2Л. Исходные материалы.
В качестве исходных материалов для приготовления образцов использовались: подложки из титанового сплава (92% Ті - 4% А1 - 3% Мо - 1% V), алюминиевого сплава (дюралюминий различной твердости) и электролитического никеля, и порошки этих металлов: никель марки ПНЭ-1 чистотой 99,95 % размером 20-30 мкм, алюминий марки , титан марки , для нанесения на подложки. Исследовали влияние смеси порошков разного состава АІхТіу, А1х№у где х = 5 - 95 вес. %, у = 95 - 5 вес. %, шаг 5 вес.% на структуру и свойства получаемых покрытий.
Приготовление образцов для механохимической обработки осуществлялось следующим образом. Исходные металлические пластины нарезались размером 7x10x2 мм для обработки в вибрационном механоактиваторе, и 20x20x2 мм для планетарного механоактиватора АГО-2У. Порошки наносимых металлов навешивались на аналитических весах с точностью ± 5 мг в пропорциональных соотношениях соответствующих химическому составу приготовляемых сплавов так, чтобы суммарная масса навесок обоих компонентов составляла 15 г (для планетарного механоактиватора) и 7 г (для вибрационного механоактиватора). После этого обе навески помещались в реактор активатора без предварительного смешивания их друг с другом. Отношение массы шаров к массе обрабатываемого материала 10:1.
2.2.1. Получение покрытий в вибрационном шаровом механоактиваторе
Нанесение покрытий методом механического сплавления проводили в вибрационном шаровом механоактиваторе, предназначенном для измельчения и механической активации веществ. Схема активатора представлена на Рис. 8.