ФОРМИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАЗМЕННЫХ ДВУХСЛОЙНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ (ВЯЗКИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ NiCr И ТВЕРДЫЙ ZrO2 СЛОИ)

В статье приведены результаты исследования влияния параметров плазменной струи и фракционного состава исходного порошка на характеристики двухслойных композиционных покрытий на основе никель-хрома и диоксида циркония на элементах защитных экранов. Проведена оптимизация на основании получения максимального коэффициента использования порошка. Сравнительный анализ зависимости коэффициента использования порошка вязких металлических слоев никель-хрома и никель-алюминия от дистанции напыления показывает, что при аналогичном характере кривых представленных зависимостей по абсолютной величине значения коэффициента использования порошка больше при оптимальных режимах для порошка никель-хрома. Это можно объяснить высокой пластичностью последнего и соответственно меньшим отскоком соударяющихся с подложкой частиц. Приведены результаты исследований микроструктуры поперечных сечений сформированных покрытий, выполненных с использованием растровой электронной микроскопии. Рассмотрены микроструктуры поперечных сечений покрытия ZrO2 и промежуточного слоя Ni–Cr. Из представленных данных видно, что в исходном состоянии покрытие характеризуется пористостью, причем средний размер пор составляет несколько микрометров и в некоторых областях достигает 20 мкм. Микроструктура слоя Ni–Cr характеризуется меньшей пористостью. Воздействие на напыленное покрытие компрессионных плазменных потоков приводит к формированию переплавленного слоя оксида толщиной 12–15 мкм, способствует сглаживанию рельефа поверхности и образованию на поверхности трещин, распространяющихся преимущественно в глубину покрытия. Обработка оксидных покрытий компрессионной плазмой приводит также к снижению их пористости.

1. Оптимизация процесса напыления керамических плазменных покрытий на модели элементов экранов противометеорной защиты / Ф. И. Пантелеенко [и др.] // Машиностроение и техносфера XXI в.: cб. трудов XXI Междунар. науч.-техн. конф., Севастополь, 15–20 сент. 2014 г. Донецк: МСМ, 2014. С. 206–208.

2. Девойно, О. Г. Плазменные теплозащитные покрытия на основе диоксида циркония с повышенной термостойкостью / О. Г. Девойно, В. В. Оковитый // Наука и техника. 2015. № 1. С. 35–39.

3. Разработка технологии нанесения плазменных композиционных покрытий на основе диоксида циркония для систем космических аппаратов / Ф. И. Пантелеенко [и др.] // Наука и техника. 2015. № 3. С. 5–9.

4. Оковитый, В. В. Выбор оксидов для стабилизации диоксида циркония при получении теплозащитных покрытий аппаратов / В. В. Оковитый // Наука и техника. 2015. № 5. С. 26–32.

5. Девойно, О. Г. Высокоэнергетическая обработка плазменных покрытий на основе диоксида циркония / О. Г. Девойно, В. В. Оковитый // Инновации в машиностроении (ИнМаш-2015): сб. тр. VII Междунар. науч.практ. конф., Кемерово, 23–25 сент. 2015 г. Кемерово: КузГТУ, 2015. C. 332–335.

6. Нанесение покрытий плазмой / В. В. Кудинов [и др.]. М.: Наука, 1990. 244 с.

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

8. Куприянов, И. Л. Газотермические покрытия с повышенной прочностью сцепления / И. Л. Куприянов. Минск: Навука i тэхнiка, 1990. 254 с.

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

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

11. Акишин, А. И. Космическое материаловедение / А. И. Акишин. М.: НИИЯФ МГУ, 2007. С. 209.

12. Формирование и исследование многослойных композиционных плазменных оксидных покрытий на элементах экранной противометеорной защиты / В. А. Оковитый [и др.] // Наука и техника. 2016. Т. 15, № 5. С. 357–364. DOI: 10.21122/2227-1031-2016-15-5-357-364.