vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2018-63-2-161-168vestift-375Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, МЕТАЛЛУРГИЯMATERIALS SCIENCES AND ENGINEERING, METALLURGYВЛИЯНИЕ ИМПУЛЬСНОГО ДЕЛЕНИЯ ОКСИДНЫХ СФЕРОИДОВ В ПЛАЗМЕННОМ ПОТОКЕ НА СТРУКТУРУ ПОКРЫТИЙINFLUENCE OF PULSED DIVISION OF OXIDE SPHEROIDS IN A PLASMA FLOW UPON THE STRUCTURE OF COATINGSРуденскаяН. А.RudenskayaN. A.

Руденская Наталия Александровна – доктор технических наук, главный научный сотрудник.

Партизанский пр., 77, 220107, Минск.

Natalia A. Rudenskaya – D. Sc. (Engineer), Chief Scientific Officer.

77, Partizansky Ave., 220107, Minsk.

rugraf2000@mail.ruРуденскаяМ. В.RudenskayaM. V.

Руденская Мария Владимировна – инженер.

ул. Политехническая, 13–15, 194100, Санкт-Петербург.

Maria V. Rudenskaya – Еngineer.

13–15, Polytechnicheskaya Str., Saint-Petersburg, 194100.

rudenskaya90@mail.ruФилиал Белорусского национального технического университета «ИПК и ПК».Branch of the Belarusian National Technical University “IPK and PC”.Санкт-Петербургское открытое акционерное общество «Красный Октябрь».“Krasny Octiabr”, St.-Petersburg Open Joint-Stock Company.201802072018632161168Copyright © Руденская Н.А., Руденская М.В., 20182018Руденская Н.А., Руденская М.В.Rudenskaya N.A., Rudenskaya M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/375

Цель данной части исследований состояла в изучении структурных превращений при переходе частиц-микрокомпозитов из плазменного потока в напыленный слой с учетом измельчения сфероидов. Представлены результаты исследований импульсного деления оксидных сфероидов в плазменном потоке, гранулометрического состава микрокомпозитов двух составов: SiO2–TiO2, SiO2–TiO2–Al2O3 с исходным размером частиц 40–50 мкм, 50–63, 63–71 мкм и структуры плазменных покрытий из них. Процесс импульсного деления сфероидов в плазменном потоке обнаружен во всех исследуемых композициях и наиболее интенсивен в системах: SiO2–TiO2 (с исходным размером частиц 40–50 мкм и 50–63 мкм), SiO2–TiO2–Al2O3 (с исходным размером частиц 40–50 мкм). Изучены особенности формирования структурных фрагментов покрытий различной формы (сфероидизированных и оплавленных) и состава (полностью аморфизированных; с многослойными оболочками, в том числе аморфными). Показано, что предлагаемая технология позволяет получать керамические покрытия с аморфно-кристаллической структурой. Особенности этой структуры определяются размером и составом исходных микрокомпозитов, измельчение которых непосредственно в процессе напыления позволяет формировать в покрытиях более тонкие структуры и, соответственно, существенно изменять их эксплуатационные характеристики и качество (высокая адгезионная прочность; износостойкость в 3 раза выше, чем у покрытий из корунда; пористость – менее 1 %).

The purpose of this part of the research was to study the structural transformations at the transition of particlemicrocomposites from plasma flow into sprayed layer, taking into account grinding of spheroids. The results of investigations of the impulse fission of oxide spheroids in a plasma flow, the granulometric composition of microcomposites of two compositions: SiO2–TiO2, SiO2–TiO2–Al2O3 with an initial particle size of 40–50 μm, 50–63, 63–71 μm and the structure of plasma coatings from them are presented. The process of pulsed fission of spheroids in a plasma stream is found in all the compositions under study and is most intensive in systems of: SiO2–TiO2 (with initial particle size of 40–50 μm and 50–63 μm), SiO2– TiO2–Al2O3 (with initial particle size 40–50 μm). The features of the formation of structural fragments of coatings of various shapes (spheroidized and melted) and composition (completely amorphous, with multilayer shells, including amorphous ones) are studied. It is shown that the proposed technology makes it possible to obtain ceramic coatings with amorphous-crystalline structure, which features are determined by size and composition of initial microcomposites grinding of them directly in the sputtering process allows formation of finer structures in the coatings and, accordingly, significantly changing their performance characteristics and quality (adhesion strength, wear resistance is 3 times higher than that of corundum coatings, porosity is less than 1 %).

плазмаструктурапокрытиесфероидыимпульсное делениесфероидизацияаморфизацияplasmastructurecoatingspheroidspulse divisionspheroidizationamorphizationReferencesДемиденко, Л. М. Высоко-огнеупорные композиционные покрытия / Л. М. Демиденко. – М.: Металлургия, 1979. – 216 с.Demidenko L. M. Highly-fire-resistantcompositecoatings. Moscow, Metallurgijа Publ., 1979. 216 р. (in Russian).Газотермические покрытия из порошковых материалов / Ю. С. Борисов [и др.]. – Киев: Наук. думка, 1987. – 544 с.Borisov Yu. S., Harlamov Yu. A., Sidorenko S. L., Ardatovskaya E. N. Thermal spray coatings of powder materials. Kiev, Naukova dumka Publ., 1987. 544 p. (in Russian).Износостойкие покрытия с аморфно-кристаллической структурой / Н. А. Руденская [и др.] // Пленки и покрытия-2001 : Труды 6-й Международной конф., 3 - 5 апреля, 2001, Санкт-Петербург. – СПб.: , Изд-во СПбГТУ, 2001. – С. 371–373.Rudenskaya N. A., Shveikin G. P., Kopysov V. A., Grigorov I. G. Wear-resistant coating with amorphous-crystalline structure. Plenki i pokrytiya-2001 : Trudy 6-i Mezhdunarodnoi konf., 3 - 5 aprelya, 2001, Sankt-Peterburg [Films and coatings-2001. Proceedings of the 6th International Conference, April 3 - 5, 2001, St. Petersburg]. Saint-Petersburg, 2001, pp. 371–373 (in Russian).Новые плазменные керамические покрытия / Н. А. Руденская [и др.] // Докл. Акад. наук. – 2013. – Т. 448, № 2. – С. 180–184. https://doi.org/10.7868/S0869565213080148Rudenskaya N. A., Shveikin G. P., Sokolova N. V., Rudenskaya M. V., Novoselov A. V. New plasma ceramic coating. Doklady Chemistry, 2013, T. 449, no. 1, pp. 107–110. https://doi.org/10.1134/s0012500813030063Руденская, Н. А. Полидисперсные микрокомпозиты на основе тугоплавких соединений – новые материалы для газотермических покрытий / Н. А. Руденская, Г. П. Швейкин // Докл. Акад. наук. – 2007. – Т. 416, № 2. – С. 222–225.Rudenskayа N. A., Shveikin G. P. Polydisperse microcomposites on the basis of refractory compounds – new materials for thermal spray coatings. Doklady Chemistry, 2007, T. 416, no. 1, pp. 230-233. https://doi.org/10.1134/s001250080709008xИмпульсное деление плазменных сфероидов / Н. А. Руденская [и др.] // Докл. Акад. наук. – 2009. – Т. 429, № 1. – С. 76–78.Rudenskayа N. A., Shveikin G. P., Sokolova N. V., Rudenskaya M. V. Pulse the division of plasma spheroids. Doklady Chemistry, 2009, T. 429, no. 1, pp. 294-296. https://doi.org/10.1134/s001250080911010xО механизме образования соединения при сварке в твердом состоянии керамики из окиси алюминия с ниобием / Э. С. Каракозов [и др.] // Физика и химия обработки материалов. – 1968. – № 3. – С. 123–129.Karakozov Ye. S., Kotelkin A. S., Matveev G. M., Merkulov V. A., Shorshorov M. H. About the mechanism of formation of the weld in the solid state ceramic of aluminum oxide with niobium. Fizika i himiyа obrabotki materialov = Physics and Chemistry of Materials Treatment, 1968, no. 3, pp. 123–129 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.