| На главную | Написать нам |

Мы работаем с легкостью кузнечика!



русскийenglish

 
 Информация
 Проекты
 Сотрудники
 Контакты
   
   
   
   




Плазменные быстро-закаленные покрытия с особыми физико-химическими свойствами

Быстро-закаленные материалы при плазменном напылении формируются при скоростях охлаждения до 108 К/с, которые обеспечиваются раздельным затвердеванием дискообразных частиц толщиной 1-15 мкм. Раздельное затвердевание частиц позволяет реализовывать указанные скорости охлаждения при напылении покрытий толщиной в несколько миллиметров. В зависимости от напыляемого материала покрытие формируется в микрокристаллическом или аморфном состоянии. Из аморфного состояния покрытие может быть переведено в нанокристаллическое состояние последующей термообработкой. Быстро-закаленные покрытия имеют более высокий уровень физико-химических свойств: коррозионностойких, каталитических, магнитно-мягких и др. Для получения быстро-закаленных покрытий с высоким уровнем физико-химических свойств разработан способ плазменного напыления покрытий на воздухе с защитой от окружающей атмосферы. Способ напыления защищен авторским свидетельством России. Для реализации предлагаемого способа плазменного напыления использовано стандартное оборудование и разработанный насадок к плазмотрону, позволяющий:

  • устранить тепловое воздействие плазмы на формирующееся покрытие;
  • увеличить передачу тепла от плазмы к напыляемым частицам;
  • уменьшить содержание кислорода воздуха в атмосфере конуса напыляемых частиц в 4-20 раз;
  • формировать покрытие из металлических сплавов с аморфной структурой толщиной в несколько миллиметров;

Для плазменного напыления используется стандартная промышленная плазменная установка, снабженная плазмотроном (рис.1, поз. 1).

Рис. 1. ...

Напыляемый порошок с транспортирующим газом (поз.2) подается перпендикулярно в плазменный поток (поз.3). Специально сконструированный насадок (поз. 4) имеет внутри себя коническое пространство, которое и позволяет защищать напыляемые частицы от кислорода атмосферы и увеличивает передачу тепла от плазмы к напыляемым частицам за счет своего малого объема и горячих стенок. Специальное устройство (поз.5) на торце насадка позволяет практически полностью устранить тепловое воздействие плазменного потока на покрытие (поз.6) и подложку (поз.7).

На основании предложенного способа разработано несколько технологий получения изделий с аморфными покрытиями. Большую степень завершенности исследований имеет технология получения аморфных покрытий с магнитно-мягкими свойствами. Покрытия толщиной 50-500 мкм формируются плазменным напылением порошка стандартного кобальтового сплава CoNiFeBSi. Такие покрытия обладают экранирующими свойствами против электромагнитных полей и предназначены для защиты датчиков, электронных схем, гироскопов от влияния внешних постоянных и переменных электромагнитных полей (помех, наводок), а также для обеспечения конфиденциальности обработки информации и экологической чистоты рабочего пространства. При использовании покрытий для экранирования микросхемы размером 48 13 13 мм от магнитных полей Н=62,5 мОе с частотой 200 000 Нz коэффициент экранирования достигает 80 dБ.

Изготовлен ряд корпусов приборов, блоков с экранирующим покрытием:

  1. блок коммутации размером 400 300 220 мм;
  2. корпус микротелефонной трубки с размерами 200 50 40 мм, с покрытием толщиной 0,4 мм для сохранения конфиденциальности разговора;
  3. медный футляр размером 48 13 13 мм с экранирующим покрытием толщиной 0,15 мм для защиты микросхемы;
  4. алюминиевый корпус прибора (гироскоп) диаметром 60 мм и длиной 100 мм, для защиты внутренних элементов от влияния постоянных магнитных полей и магнитного поля земли, в том числе (коэффициент экранирования в постоянных полях 250 mOe - 2,5 Oe составляет 30 - 80 dB при толщине покрытия 0,25 мм).

В настоящее время аморфные материалы для экранирования применяются в виде переплетенных аморфных лент, что предполагает ручной труд. Кроме того, экраны из аморфных лент сложно закреплять на поверхности изделий. Аморфные покрытия имеют адгезию к подложке 3 кг/мм2.

Получены металлические покрытия с аморфной структурой на пластмассах, что расширяет круг объектов с экранирующими покрытиями. Так экранирование ЭВМ существенно уменьшит воздействие электромагнитного излучения на человека.

Рис. 2. Корпус гироскопа (дюраль, бериллий) с аморфным магнитно - мягким покрытием сплава 71 КНСР. ...

Корпус гироскопа (дюраль, бериллий) с аморфным магнитно - мягким покрытием сплава 71 КНСР
Частота поля, Hz Коэффициент экранирования микротелефонной трубки,dB Коэффициент экранирования футляра для микросхемы при H=62,5 mOe, dB
15019 
30020 
7002734
100029 
30004036
500051 
1500061 
200006340
100000 46
200000 52

Дополнительным применением предлагаемого способа напыления является формирование коррозионно - износостойких покрытий с аморфной структурой, а также формирование покрытий широкого класса материалов на изделиях чувствительных к избыточному воздействию тепла.

Основные публикации по плазменным покрытиям с аморфной и мелкокристаллической структурой:

  1. Калита В.И., Кудинов В.В., Верниковский Б.К., Коптева О.Г. Способ плазменного напыления. А.с. СССР № 1535064.
  2. Кудинов В.В., Калита В.И., Коптева О.Г. Исследование процесса формирования макро- и микроструктуры частиц газотермических покрытий. Физхом, 1992, № 3, с.88-92.
  3. Кудинов В.В.,Калита В.И.,Комлев Д.И.,Коптева О.Г. Анализ распределения скоростей и удельной энтальпии частиц по радиусу пятна напыления при использовании конической насадки. - Физика и химия обраб. материалов, 1992, № 5, с.82-85
  4. Кудинов В.В., Калита В.И., Коптева О.Г., Комлев Д.И. Металлографические исследования структуры пятна напыления. ФИЗХОМ, 1992, №4, с.93-96
  5. Манохин А.И., Калита В.И., Малахов А.М., Верниковский Б.К., Коптева О.Г., Чеботарев Б.П., Кудинов В.В. Способ получения порошка чешуйчатой формы, А.с. №256189.
  6. Чернышова Т.А., Люлькина Т.В., Калита В.И. и др. Влияние сверхбыстрой кристаллизации на структуру и свойства мартенситно стареющих сталей. Металловедение и термическая обработка металлов. 1988, № 1. с. 32-39.
  7. Ивлев А.А., Горбатенко Л.А., Калита В.И., Кудинов В.В., Верниковский Б.К. Форма и структура быстрозакаленных порошков на никелевой основе. Порошковая металлургия (Киев), 1990, №8, с. 1-5.
  8. Savvateev N.N., Pocholok K.V., Kudinov V.V., Kalita V.I., Kopteva O.G. Исследование аморфных покрытий Fе80В20 -методом ЯГР. International Symposiumon muclear-spectroscopycal investiga tions of hyperfine interctions, USSR, Uzgorod, 1991, p.172. Abstacts.
  9. Savvateev N.N., Kalita V.I., Komlev D.I., Nartova O.Y. Mossbauer Study of аmorphous and nanoerystalline Fe73.5Cu 41 Nb 3 Si 13.5 B9 , obtained by Method of the Plasma Coating. International Conference on the Applications of the Mossbauer Effect& September 10-16, 1995, Rimini, Italy, 04-A,19. Abstact.
  10. Калита В.И., Комлев Д.И., Кекало И.Б., Тараничев В.Е. Структура и физико-химические свойства аморфных магнитно мягких газотермических покрытий. - ФИЗХОМ, 1994, №1, с.146.
  11. Калита В.И., Кекало И.Б., Комлев Д.И., Тараничев В.Е. Структура и свойства массивных аморфных магнитомягких покрытий, получаемых плазменным напылением. ФММ. т.80, вып. 2., 1995, с.35-48.
  12. Калита В.И., Комлев Д.И., Астахова Г.К., Абрамычева Н.А. Структура и физико - химические свойства аморфных магнитномягких плазменных покрытий. ФИЗХОМ, 1995, №6, с.95-99.
  13. Колотыркин В.И., Тамашпольский М.Ю., Княжева В.М., Калита В.И. и др. Изучение коррозионно-защитного поведения плазменных покрытий из высококремнистых сплавов Fe-Si в растворах кислот. IV Республикан. н.- т. конф.повышения надежности и долговечности машин и сооружений. Одесса, 2426 сент. 1991 г. Тез. докладов Киев, ОНТИ, ИПП АН УССР, 1991г. с. 95.
  14. Калита В.И. Комлев Д.И. Корольков Н.В., Лейтус Г.М. Формирование микроструктуры при плазменном напылении покрытий с аморфной структурой. ФХОМ, 1996, №3, с. 62-70.
  15. Тимофеев В.Н. Калита В.И. Комлев Д.И. Формирование покрытий с аморфной структурой при плазменном напылении. ФХОМ, 1996, №4,с. 47-49.
  16. Калита В.И., Комлев Д.И. Особенности формирования структуры аморфно-кристаллических покрытий при плазменном напылении. ФХОМ, 1996, №4,с. 43-46.
  17. Калита В.И., Комлев Д.И. Формирование аморфных магнитномягких покрытий плазменным напылением. Перспективные материалы, 1996, №6, стр. 5-16.
  18. Калита В.И., Комлев Д.И. Молоканов В.В. Петржик М.И. Михайлова Т.Н. Анализ структуры и свойств покрытий из сплава CoNiFeBSi, полученных методом плазменного напыления на алюминиевую подложку. Металлы, 1996, № 5с. 132-134.
  19. Калита В.И. Принципы регулирования структуры и физикохимических свойств быстрозакаленных порошковых и композиционных материалов при плазменном напылении Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н., г. Москва 1996г.48с.
  20. Калита В.И., Комлев Д.И., Молоканов В.В., Петржик М.И., Михайлова Т.Н. Плазменные аморфные покрытия Fe80B20.ФИЗХОМ,1997,№1,с.118-119.
  21. Калита В. И. Плазменные технологии получения перспективных материалов и покрытий. Материаловедение.1999, №2, с.52-56.
  22. Молоканов В.В., Петржик М.И., Михайлова Т.Н., Кузнецов И.В., Калита В.И., Свиридова Т.Н., Дьяконова Н.Н. Повышение стеклообразующей способности сплавов Zr50Ti16,5 Cu15Ni18,5 и Co69,6 Fe1,3 Si14,3B9,3Mo1,0 при использовании быстро закаленной заготовки и термической обработки расплава. Металлы, 1999 г., №6, с.100-104.


Разработка: Eldream Design, 2003