Нанокомпозитные покрытия, разработанные учеными Национального исследовательского технологического университета "МИСиС" (НИТУ "МИСиС"), эффективно защитят инструмент и металлические детали машин, наиболее подверженные износу. Результаты исследования опубликованы в журнале "Ceramics International".
Защитные покрытия служат для предотвращения износа, окисления и коррозии металлообрабатывающих инструментов и деталей машин. Их нанесение позволяет улучшить характеристики материала и многократно повысить срок службы изделий.
Покрытия, разработанные в НИТУ "МИСиС", состоят из атомов титана, алюминия, никеля, углерода и азота, наносимых в вакуумной камере по технологии ионно-плазменного осаждения. Как объяснили ученые, под действием электрического газового разряда поток ионов аргона выбивает атомы с поверхности катода и переносит их на изделие.
"Атомы реагируют с азотом и образуют твердое износостойкое защитное покрытие, обладающие нанокомпозитной структурой", — прокомментировал доцент кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий НИТУ "МИСиС", кандидат технических наук Филипп Кирюханцев-Корнеев.
Как сообщили авторы метода, покрытие дает увеличение эффективности металлообработки за счет снижения коэффициента трения в зоне резания, роста износостойкости и термической стабильности покрытия. Кроме того, как отмечают ученые, благодаря отказу от смазок и охлаждающих жидкостей, снизятся вредные выбросы в атмосферу.
По словам специалистов НИТУ "МИСиС", для анализа качества состава и структуры покрытия были использованы такие современные методы, как сканирующая электронная микроскопия, рентгеноструктурный фазовый анализ и спектроскопия тлеющего разряда. Определение твердости и модуля упругости покрытий проводится с помощью измерительного наноиндентирования, а уровень адгезии покрытия к инструменту определяется методом царапания (скратч-тестированием).
Авторы разработки уверены, что данный метод позволит существенно повысить плотность покрытий и обеспечить рекордную прочность их сцепления с поверхностью изделий за счет образования протяженных псевдодиффузионных слоев, содержащих элементы и покрытия, и подложки.
В настоящий момент ученые работают над улучшением состава покрытий и технологии их осаждения. По их мнению, текущие наработки имеют большое значение и для развития более "продвинутой" методики нанесения — импульсного магнетронного распыления с высокой мощностью, достигающей сотен и тысяч киловатт.
Источник: РИА Новости
