Аспекты создания многослойных покрытий методом плазменного напыления

. В работе с учетом состояния вопроса в области нанесения многослойных теплозащитных и износостойких покрытий обоснованы направления исследований. Задачами разработки являются: совершенствование порошковых материалов, содержащих частично стабилизированный оксидом иттрия диоксид циркония для плазменного нанесения теплозащитных покрытий; совершенствование порошковых материалов, содержащих оксидную керамику и сплавы на основе никеля для плазменного нанесения износостойких покрытий; отработка технологических параметров плазменного напыления и последующей обработки воздействиями на покрытие компрессионной плазмы; анализ качества полученных по оптимальной технологии защитных покрытий путем исследования их структуры и физико-механических свойств. Частицы ZrO₂ – 7 % Y₂O₃ содержат преобладающую тетрагональную фазу Y_0,15Zr_0,85O_0,93, моноклинную и кубическую фазы ZrO₂, а композиция Al₂O₃–TiO₂–Ni–Cr–Al–Y–Ta содержит способствующие ее износостойкости фазу Cr_1,12Ni_2,88 твердого раствора на основе никеля, фазы a-Al₂O₃, g-Al₂O₃, орторомбическую фазу оксида титана TiO₂. Исследованы с последующей оптимизацией технологические параметры для процесса плазменного напыления многослойных теплозащитных и износостойких покрытий. Критериями оптимизации служили коэффициент использования напыляемого порошкового материала и структура покрытий. Исследовано влияние дистанции напыления на значения эксплуатационных характеристик сформированных плазменных покрытий на Al₂O₃–TiO₂–Ni–Cr–Al–Y–Ta. Приведены полученные результаты регулирования фазового состава покрытий с помощью варьирования химического состава порошковых материалов, отличия в фазовом составе сформированного материала тем значительнее, чем более неоднородно распределение элементов в исходном порошковом материале. Проведены испытания на циклическое тестирование в печи при максимальной температуре в пределах 1300 °C теплозащитных покрытий для выявления их термостойкости. Они доказали влияние фазового состава сформированных покрытий на их способность противостоять высокотемпературному окислению.

1. Формирование и исследование плазменных двухслойных композиционных покрытий (вязкий металлический слой NiCr и твердый ZrO2) / В. А. Оковитый [и др.] // Наука и техника. 2018. Т. 17, № 1. С. 21–28. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-1-21-28.

2. Технологические особенности формирования плазменных порошковых покрытий из керамики с неравновесной структурой / В. А. Оковитый [и др.] // Наука и техника. 2018. Т. 17, № 3. С. 183–189. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-3-183-189.

3. Формирование и исследование плазменных порошковых покрытий из оксидной керамики, модифицированной высокоэнергетическими воздействиям / В. А. Оковитый [и др.] // Наука и техника. 2018. Т. 17, № 5. С. 377–389. https://doi.org/10.21122/2227-1031-201817-5-378-389.

4. Формирование покрытий на основе диоксида циркония на элементах экранов противометеорной защиты / Ф. И. Пантелеенко [и др.] // Вестник Кузбаcского технического университета. 2018. № 6 (130). С. 94–101. https://doi.org/10.26730/1999-4125-2018-6-94-100.

5. Формирование плазменных порошковых покрытий из металлокерамики с последующим высокоэнергетическим модифицированием / В. А. Оковитый [и др] // Наука и техника. 2020. Т. 19, № 6. С. 469–474. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2020-19-6-469-474.

6. Разработка композиционного материала на основе керамики с применением добавок соединений тугоплавких металлов / Ф. И. Пантелеенко [и др.] // Вестник Кузбаcского государственного технического университета. 2020. № 4 (140). С. 18–24. https://doi.org/10.26730/1999-4125-2020-4-18-24.

7. Формирование и исследование многослойных композиционных плазменных покрытий / Ф. И. Пантелеенко [и др.] // Вестник ГГТУ им. П. О. Сухого. 2021. № 2. С. 15–27.

8. Обзор современного применения металлокерамических покрытий / Ф. И. Пантелеенко [и др.] // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2021. № 3. С. 5–17. https://doi.org/10.26730/1999-4125-2021-3-5-17.

9. Оптимизация процесса нанесения покрытий из порошков металлокерамики методами плазменного напыления на воздухе / В. А. Оковитый [и др.] // Наука и техника. 2021. Т. 20, № 5. С. 369–374. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2021-20-5-369-374.

10. Multi-Layers Composite Plasma Coatings Based on Oxide Ceramics and M-Croll / F. I. Panteleenko [et al.] // Наука и техника. 2022. Т. 21, № 2. С. 93–98. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2022-21-2-93-98.

11. Выбор оптимальных параметров нанесения многослойных плазменных покрытий из материалов на основе никелевых М-кролей / Ф. И. Пантелеенко [и др.] // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2022. № 1. С. 12–22. https://doi.org/10.26730/1999-4125-2022-1-12-22.