Реєстраційний номер
0223U005528,
(0121U108688)
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Фізико-технологічні основи процесів іонно-плазмової обробки конструкційних матеріалів, створення новітніх функціональних покриттів та дослідження їх фундаментальних властивостей для використання в атомній енергетиці, машинобудуванні та медицині
Назва етапу роботи
Дослідження можливостей керування структурою і покращення функціональних властивостей наноструктуних та багатошарових покриттів шляхом оптимізації параметрів високовольтного імпульсного потенціалу зміщення на підкладці. Розробка теорії радіаційно-стимульованої дифузії в нанокристалічному матеріалі, зокрема, в алмазоподібному покритті. Оптимізація параметрів іонно-плазмової обробки матеріалів для підвищення функціональних властивостей поверхонь сталей та цирконієвих і титанових сплавів
Керівник роботи
Білоус Віталій Арсенійович, Доктор технічних наук
Дата реєстрації
25-12-2023
Організація виконавець
Національний науковий центр "Харківський фізико-технічний інститут" Національної академії наук України
Опис роботи
Створення комбінованих способів, що включають іонно-плазмову обробку та нанесення захисних покриттів на поверхні сталей та цирконієвих і титанових сплавів для підвищення функціональних властивостей конструкційних матеріалів атомної енергетики та машинобудування. Дослідження впливу параметрів процесів іоно-плазмового модифікування на структурні особливості та захисні властивості покриттів. Досягається шляхом розробки обладнання та процесів іонно-плазмового синтезу функціональних покриттів на основі нітридів, оксинітридів (карбідів) металів, алмазоподібного вуглецю та полікристалічного алмазу, які характеризуються рекордними значеннями фізико-механічних, хімічних, триботехнічних властивостей
Опис етапу
Досліджено вплив параметрів імпульсного потенціалу зміщення підкладки на склад, структуру і властивості покриттів на основі алмазоподібного вуглецю. Створено новий пристрій з кільцевим магнітом, який забезпечує рівномірне осадження покриттів на сферичні поверхні завдяки фокусуванню плазмових потоків. Розроблено процес нанесення алмазоподібних багатошарових покриттів на елементи ендопротезів плечового суглоба, що успішно застосовані у клінічній практиці. Теоретично розглянуто механізми зниження інтенсивності емісії макрочастинок катодом завдяки застосуванню вихрового потоку інертного газу та радіаційно-стимульованого прискорення дифузії в приповерхневому шарі алмазоподібних покриттів при іонному бомбардуванні, які дозволять підвищити швидкість осадження та покращити якість покриттів.
Досліджені процеси та виявленні загальні закономірності формування наноструктури та властивостей захисних вакуумно-дугових покриттів систем V-N, Cr-O-N, Ti-N та Cr-N у тому числі із додаванням Al, Si, Zr, Y, Re, Nb, Hf, які осаджуються при різних потенціалах зміщення на підкладці. Показано, що подача імпульсного потенціалу зміщення з амплітудою 0,7-2 кВ, частотою 10-20 кГц та коефіцієнтом заповнення імпульсів 10-20 % дозволяє оптимізувати морфологію, склад, розмір кристалітів, текстуру, рівень напружень в покриттях різних систем, що впливає на їх механічні властивості. З’ясовані параметрі осадження, які забезпечують покращення стійкості покриттів до різних типів зношування і корозії. Розроблено схему генератора імпульсів напруги на підкладці з параметрами, що є оптимальними для синтезу високоякісних наноструктурних одно- та багатошарових покриттів. Обговорюються особливості застосування покриттів для захисту поверхонь зі сталей, цирконієвих і титанових сплавів.
Отримані результати служать науковою основою розробки іонно-плазмових технологій зміцнення і захисту поверхні інструменту, деталей машин та вузлів обладнання з метою підвищення їх характеристик, працездатності і терміну служби в
Опис продукції
Автори роботи
Ільченко Олександр Васильович
Білоус Віталій Арсентійович
Бесєдіна Юлія Олександрівна
Бортницька Маргарита Олександрівна
Васильєв Володимир Васильович
Волков Юрій Якович
Григор'єва Таміла Анатоліївна
Задніпровський Юрій Олексійович
Калініченко Олександр Іванович
Клименко Ілля Олегович
Комар Анатолій Анатолійович
Кошевий Костянтин Іванович
Купрін Олександр Сергійович
Леонов Сергій Олександрович
Лучанінов Олександр Андрійович
Москалець Іван Максимович
Овчаренко Валерій Давидович
Петренко Олена Леонідівна
Рева Сергій Геннадійович
Решетняк Олена Миколаївна
Стрельницький Володимир Євгенійович
Толмачова Галина Миколаївна
Додано/оновлено в НРАТ
2023-12-25
