МНОГОСЛОЙНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ ПЛАЗМЕННЫЕ ПОКРЫТИЯ НА ЭЛЕМЕНТАХ ЭКРАННОЙ ЗАЩИТЫ НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ


DOI: http://dx.doi.org/10.21122/2227-1031-2017-16-5-422-431

Полный текст:


Аннотация

В статье приведены результаты исследования влияния параметров плазменной струи (ток, дистанция напыления, расход плазмообразующего газа азота), фракционного состава исходного порошка и степени охлаждения сжатым воздухом на характеристики антиметеоритных покрытий. На оптимальных режимах (ток дуги 600 А; дистанция напыления 110 мм; расход плазмообразующего газа азота 50 л/мин; фракционный состав порошка диоксида циркония <50 мкм; расход сжатого воздуха для охлаждения 1 м3/мин р = 4 атм) получаются антиметеоритные покрытия на основе диоксида циркония с коэффициентом использования материала 62 %; общую пористость керамического слоя 6 %. После воздействия на покрытие компрессионными плазменными потоками в атмосфере азота кубическая модификация оксида циркония является основной фазой, присутствующей в покрытии. Параметр решетки кубической модификации оксида циркония составляет 0,5174 нм. Ввиду использования азота в качестве плазмообразующего вещества, происходит его взаимодействие с атомами циркония покрытия и образуется нитрид циркония с-ZrN с кубической кристаллической решеткой (параметр решетки 0,4580 нм). Происходит плавление приповерхностного слоя, причем глубина расплавленного слоя, согласно результатам растровой электронной микроскопии, составляет около 8 мкм. Закристаллизовавшийся после воздействия компрессионными плазменными потоками приповерхностный слой характеризуется гомогенным распределением элементов и отсутствием пор, образованных при формировании покрытия. Структура самого покрытия представлена совокупностью крупных (5–7 мкм) и мелких (1–2 мкм) частиц оксида циркония, спеченных между собой. После воздействия компрессионными плазменными потоками на сформированное покрытие происходит плавление его поверхностного слоя и его скоростная кристаллизация. В результате возникновения внутренних механических напряжений в закристаллизовавшейся части происходит растрескивание поверхностного слоя. Детальный анализ структуры поверхности с помощью растровой электронной микроскопии позволил выявить формирование в закристаллизовавшейся части ячеистой структуры со средним размером ячеек менее 1 мкм, формирование которых может быть вызвано скоростной кристаллизацией расплавленного слоя.

 


Об авторах

В. А. Оковитый
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Кандидат технических наук 

Адрес для переписки: Оковитый Вячеслав Александрович – Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 65, 220013, г. Минск. Тел.: +375 17 293-93-71   niil_svarka@bntu.by



Ф. И. Пантелеенко
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Член-корреспондент НАН Беларуси, доктор технических наук, профессор


В. В. Оковитый
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Младший научный сотрудник


В. М. Асташинский
Институт тепло- и массообмена имени А. В. Лыкова НАН Беларуси
Беларусь
Член-корреспондент НАН Беларуси, доктор физико-математических наук, профессор


П. П. Храмцов
Институт тепло- и массообмена имени А. В. Лыкова НАН Беларуси
Беларусь
Доктор физико-математических наук


М. Ю. Черник
Институт тепло- и массообмена имени А. В. Лыкова НАН Беларуси
Беларусь
Кандидат физико-математических наук


В. В. Углов
Белорусский государственный университет
Беларусь

Доктор физико-математических наук, профессор



В. В. Шиманский
Белорусский государственный университет
Беларусь
Кандидат физико-математических наук


Н. Н. Черенда
Белорусский государственный университет
Беларусь
Кандидат физико-математических наук


С. Б. Соболевский
БелНИИТ «Транстехника»
Беларусь

Кандидат технических наук



Список литературы

1. Нанесение покрытий плазмой / В. В. Кудинов [и др.]. М., 1990. 407 с.

2. Газотермические покрытия / В. Н. Анциферов [и др.]. Екатеринбург: Наука, 1994. 324.

3. Куприянов, И. Л. Газотермические покрытия с повышенной прочностью сцепления / И. Л. Куприянов, М. А. Геллер. Минск: Наука и техника, 1990. 254 с.

4. Газотермическое напыление композиционных порошков / А. Я. Кулик [и др.]. М.: Машиностроение, 1985. 261 с.

5. Теплозащитные покрытия на основе ZrO2 / А. Ф. Ильющенко [и др.]. Минск: Ремика, 1998. 128 с.

6. Акишин, А. И. Космическое материаловедение. Методическое и учебное пособие / А. И. Акишин. М.: НИИЯФ МГУ, 2007. 209 c.

7. Новые наукоемкие технологии в технике: энциклопедия / под ред. Л. С. Новикова, М. И. Панасюка. М.: Изд-во ЭНЦИТЕХ, 2000. Т. 17: Воздействие космической среды на материалы и оборудование космических аппаратов. 276 с.

8. Effects of Space Conditions on Materials / Ed. A. I. Akishin. N.Y.: Nova Science Publ., 2001. 199 p.

9. Процессы плазменного нанесения покрытий: теория и практика / А. Ф. Ильющенко [и др.]; под общ. ред. А. П. Достанко, П. А. Витязя. Минск: Армита – Маркетинг, Менеджмент, 1999. 544 с.

10. Достанко, А. П. Процессы плазменного нанесения покрытий: теория и практика / А. П. Достанко, А. Ф. Ильющенко, С. П. Кундас. Минск: Армита – Маркетинг, Менеджмент, 1999. 544 с.ОДИН И ТОТ ЖЕ ИСТОЧНИК №10 МОЖНО УДАЛИТЬ

11. Safai, S. Plasma Sprayed Coating – their Ultramicrostructure / S. Safai // T. Advances in Surface Coating Technology. 2008. No 1. P. 1–14.

12. Хасуй, А. Техника напыления / А. Хасуй. М.: Машиностроение, 1975. 286 с.

13. Борисов, Ю. С. Применение плазменных покрытий в машиностроении / Ю. С. Борисов // Защитные покрытия на металлах: сб. науч. тр. Киев: Наукова думка, 1999. № 13. С. 93–95.

14. Eschnauer, H. Pulverformige Keramiscke Werkstofferum Plasmaspritren / Н. Eschnauer // Berichte der Deutschen Keramischen Gesellschaft. 2000. Vol. 57, No 4. P. 94–98.

15. Meclocklin, R. S. Thermal Spray Coatings for Computer Components / R. S. Meclocklin // T. Val. Sei and Technol. 2005. Vol. 12, No 4. Р. 783–785.НЕ НАШЛА ИСТОЧНИК

16. Вяльцев, А. М. Синтез керамических материалов для высокоплотных покрытий / А. М. Вяльцев // Получение и исследование свойств новых материалов. Киев: ИПМ, 1988. С. 149–153.

17. Современные технологии нанесения теплозащитных керамических покрытий / В. С. Ивашко [и др.] // Известия Белорусской инженерной академии. 1997. № 2 (4). С. 28–32.

18. Aspects of Deposition of the Thermal Barrier Coatings / A. Ilyuschenko [et al.] // TECHNOLOGY-97: Proc. of the International Conf. Bratislava (Slovakia), 1997. Р. 672–673.

19. Effect of Chemical, Phase Composition and Heat Resistance of a Ceramic Layer Coating on Resistance to Temperature Cycling // P. Vityaz, [et al.] // Danube Adria Association for Automation & Manufacturing: Proc. of the 4-st International Conference. Tallinn, 1997. P. 137–140.

20. Особенности формирования керамического слоя теплозащитного покрытия / П. А. Витязь [и др.] // Порошковая металлургия. 1997. № 20. С. 81–86.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Оковитый В.А., Пантелеенко Ф.И., Оковитый В.В., Асташинский В.М., Храмцов П.П., Черник М.Ю., Углов В.В., Шиманский В.В., Черенда Н.Н., Соболевский С.Б. МНОГОСЛОЙНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ ПЛАЗМЕННЫЕ ПОКРЫТИЯ НА ЭЛЕМЕНТАХ ЭКРАННОЙ ЗАЩИТЫ НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ. НАУКА и ТЕХНИКА. 2017;16(5):422-431. DOI:10.21122/2227-1031-2017-16-5-422-431

For citation: Okovity V.A., Panteleenko F.I., Okovity V.V., Astashinsky V.V., Hramtsov P.P., Cernik M.Y., Uglov V.V., Chimanskiy V.I., Cerenda N.N., Sobolewski S.B. MULTILAYER COMPOSITE PLASMA COATINGS ON SCREEN PROTECTION ELEMENTS BASED ON ZIRCONIUM DIOXIDE. Science & Technique. 2017;16(5):422-431. (In Russ.) DOI:10.21122/2227-1031-2017-16-5-422-431

Просмотров: 66

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

ISSN 2227-1031 (Print)
ISSN 2414-0392 (Online)