Оксидные покрытия, полученные в импульсном режиме плазменным электролитическим оксидированием

Разработать композиционное покрытия с различными функциональными свойствами методом плазменного электролитического оксидирования на титане и его сплавах

Для модифицирования поверхности титана и его сплава использовался метод ПЭО при быстротекущих импульсных энергетических воздействиях. Исследования свойств покрытий осуществлялись современными методами на высокотемпературном трибометре ТНТ-S-АХ0000; бесконтактном ЗD-профилометре MICRO MEASURE 3D station; твердомере Виккерса KB 30S Pruftechnik GmbH

Изучено влияние растворов электролитов для получения покрытий на титане и его сплавах с улучшенными физико-механическими свойствами при ПЭО по литературным данным. Получены результаты анализа имеющихся растворов электролитов для получения покрытий на титане и его сплавах с высокими физико-механическими характеристиками по литературным данным. Исследован процесс модифицирования поверхности титана и его сплава в импульсном режиме. Получены титановые образцы с оксидным покрытием. Исследована поверхностная микротвердость покрытия. Получены данные микротвердости оксидных покрытий. Проведены трибологические испытания покрытий. Получены данные по износостойкости покрытий. Новизна исследований заключается в применении одного из самых современных и перспективных подходов для получения многофункциональных оксидных покрытий с новыми повышенными физико-механическими и эксплуатационными характеристиками на титане и его сплавах.

Получение покрытий с высокими физико-механическими свойствами дает широкие возможности для замены дорогостоящих высоколегированных сплавов титана более дешевыми нелегированными сплавами. На данном этапе выполнения работы не предполагается внедрение результатов исследований и расчет технико-экономических показателей процесса.

Потребителями научно-технологических основ могут быть ВУЗы РК, осуществляющие подготовку бакалавров, магистров по техническим специальностям в области создания новых материалов. Разработанные в результате реализации проекта многофункциональные покрытия могут быть использованы не только в космической отрасли, но и в медицине в качестве биоактивных покрытий, а так же в других отраслях промышленности.

Объектами исследования являются оксидные покрытия с различной пористостью, полученные в импульсном анодно-катодном режиме плазменным электролитическим оксидированием

Цель проекта: разработать композиционные покрытия с различными функциональными свойствами методом плазменного электролитического оксидирования на титане и его сплавах.

Методы исследования: Для модифицирования поверхности титана и его сплава использовался современный метод ПЭО. При расчете пористости оксидных покрытий использовался планиметрический метод исследования микрофотографий поверхности покрытий, которые были получены на растровом электронном микроскопе Hitachi TM 3030 в режиме SEI при ускоряющем напряжении 15 kV с приставкой для энергодисперсионного анализа Oxford Instruments. Микротвердость переходного слоя вглубь металла от границы раздела оксид-металл была изучена на твердомере Виккерса KB 30S Pruftechnik GmbH. Измерение толщины покрытия осуществляли на толщиномере QuaNix-1500 с цифровой индексацией показателей.

Результаты исследований и их новизна: Изучено влияние состава растворов электролитов, используемых в ПЭО на пористость оксидного покрытия по литературным данным. Получены результаты анализа состава имеющихся растворов электролитов для получения покрытий с широким распределением пор по литературным данным. Получены оксидные покрытия с различной пористостью. Получены образцы оксидных покрытий с различной пористостью. Проведен расчет пористости оксидных покрытий. Получены данные расчета пористости оксидных покрытий. Исследовано влияние ПЭО на микротвердость переходного слоя вглубь металла от границы раздела оксид-металл. Получены данные микротвердости переходного слоя. Новизна исследований заключается в применении одного из самых современных и перспективных подходов для получения многофункциональных оксидных покрытий с различной пористостью на титане и его сплавах.

Проведение исследований получения покрытий с развитой пористой системой методом ПЭО диктуется потребностью получения материалов с различными функциональными характеристиками. Наполнение пористых структур полимерами, лекарственными средствами, металлами позволяет получить материалы с улучшенными функциональными свойствами как износостойкость, коррозионная стойкость, электропроводность, биосовместимость и др. На данном этапе выполнения работы не предполагает внедрение результатов исследований и расчет технико-экономических показателей процесса

Потребителями научно-технологических основ могут быть ВУЗы РК, осуществляющие подготовку бакалавров, магистров по техническим специальностям в области создания новых материалов. Разработанные в результате реализации проекта многофункциональные покрытия могут быть использованы не только в космической отрасли, но и в медицине в качестве биоактивных покрытий, а так же в других отраслях промышленности.

Объектами исследования являются защитные оксидные покрытия, полученные в импульсном анодно-катодном режиме плазменным электролитическим оксидированием и композитные оксидно-полимерные покрытия.

Цель работы – получение оксидно-полимерных покрытий на титане и его сплавах путем наполнения пор оксидных слоев, синтезированных методом плазменного электролитического оксидирования.

Методы исследований: для модифицирования поверхности титана и его сплава использовался современный метод плазменного электролитического оксидирования. При реализации данного метода использовался импульсный анодно-катодный режим с малой длительностью импульса анодного тока 250 мкс. Коррозионную стойкость оксидных и композитных покрытий исследовали в нейтральном соляном тумане в соответствии с ГОСТ 9.308-85 и гравиметрическим методом.

Результаты исследований: изучены материалы для наполнения пор оксидного покрытия по литературным данным. Получены результаты анализа имеющихся материалов наполнения пор для увеличения защитных свойств по литературным данным. Получены композитные оксидные покрытия путем наполнения пор. Получены образцы с оксидно-полимерными покрытиями. Исследовано коррозионное поведение композитных покрытий. Получены результаты коррозионных испытаний. Обобщены и анализированы результаты исследований. Новизна и перспективность исследований заключается в использовании одного из самых современных и перспективных подходов с применением быстротекущих импульсных воздействий для формирования многофункциональных покрытий и получении новой информации по физико-механическим и защитным свойствам оксидных слоев на титане и его сплаве. Результаты исследований послужат основой для разработки отечественных технологий по поверхностной модификации титановых сплавов и изделий из них.

По результатам проекта не предполагалось внедрение результатов исследования в производство. В виду этого оценка технико-экономической эффективности внедрения не проводилась.

Области применения: потребителями научно-технологических основ могут быть ВУЗы РК, осуществляющие подготовку бакалавров, магистров по техническим специальностям в области создания новых материалов. Разработанные в результате реализации проекта многофункциональные покрытия могут быть использованы не только в космической отрасли, но и в медицине в качестве биоактивных покрытий, а также в других отраслях промышленности.