Регистрация / Вход
Прислать материал

Нанесение композиционных покрытий методами термического напыления. Обзор

Сведения об участнике
ФИО
Габдулхакова Эльвира Халитовна
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н.Туполева-КАИ»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Новые материалы. Производственные технологии и процессы
Раздел области наук
Композитные материалы
Тема
Нанесение композиционных покрытий методами термического напыления. Обзор
Резюме
В статье рассмотрены особенности нанесения композиционных покрытий некоторыми газотермическими методами. Представлен обзор ряда научных работ по напылению композитов, проведён анализ свойств полученных покрытий, обсуждена целесообразность применения полученных покрытий в авиационной и автомобильной отраслях промышленности, машиностроении и в других сферах.
Ключевые слова
композиционные покрытия, композиты, термическое напыление, теплозащитные покрытия, износостойкие покрытия
Цели и задачи
обзор нанесения композиционных покрытий методами термического напыления
Введение

Композиционный материал — неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов, среди которых можно выделить армирующие элементы, обеспечивающие необходимые механические характеристики материала, и матрицу, гарантирующую совместную работу армирующих элементов [1].

В жёстких условиях работы современных энергетических установок, когда применяемые конструкционные материалы, работают на грани исчерпания возможностей дальнейшего повышения своих свойств, создание композитов является решением проблемы увеличения их возможностей путём формирования комплекса уникальных характеристик, например, тепловой и коррозионной стойкости, термостойкости, низкого коэффициента трения и т.д. [2]. 

 

Методы и материалы

Для нанесения композитов можно воспользоваться различными методами термического напыления: плазменным, детонационным, газопламенным высокоскоростным, «холодным» газодинамическим. Каждый из названных методов обладает характерными особенностями, и применяется для достижения определённых результатов. Анализ российских и зарубежных работ  показал актуальность использования указанных методов для нанесения композитов. Поэтому целесообразно сравнить названные методы для определения лучших путей их целевого применения в области композитных покрытий, учитывая, что указанные технологии нанесения композитов несколько отличаются друг от друга, и полученные покрытия будут иметь отличающиеся микроструктуры и, соответственно, свойства.

Описание и обсуждение результатов

Процесс непрерывного совершенствования тепловых машин и энергетических установок, направленный на повышение эффективности их работы и увеличение длительности их эксплуатации, обуславливает необходимость постоянного поиска новых инженерных решений как конструктивных, так и технологических. Поскольку путь повышения эффективности работы тепловых двигателей (как авиационных газотурбинных, так и автомобильных поршневых) зачастую связан с повышением уровня температур и давлений реализуемого в них рабочего процесса, нагрузка на детали двигателей, также, возрастает. Чтобы длительное время успешно противостоять действию возросших нагрузок, выполняя при этом своё функциональное назначение, детали двигателей должны быть выполнены из соответствующих материалов, так как физико-механические свойства деталей определяются свойствами материалов, из которых они изготовлены.

Создание композитов – один из путей, позволяющих улучшить свойства композиционной смеси за счёт комплексного сочетания характеристик отдельно взятых компонентов, когда их совместная «работа» в виде единого целого позволяет получить «синергетический» эффект в части формирования каких либо определённых свойств, направленных, например, на повышение: механической прочности, сопротивления усталости, контактной выносливости, защиты от воздействия высоких температур и пр.

В виду того, что материалы, способные работать при высоких нагрузках, дороги, а условия работы ряда деталей современных машин определяются состоянием их контактных поверхностей, целесообразно развивать, именно, технологии нанесения покрытий, а не изготавливать детали целиком. Последнее соображение обуславливает тот факт, что в настоящее время, наряду с традиционными технологиями нанесения покрытий химическими методами, получило развитие направление так называемых газотермических технологий нанесения защитных покрытий.

В настоящей работе рассмотрены особенности формирования порошковых покрытий, в том числе градиентных функциональных, применяемых в авиационной, автомобильной и машиностроительной областях промышленности различными способами газотермического напыления.

 

Используемые источники
1. Композиционные материалы: Cправочник / Под ред.В.В. Васильева, Ю.М. Тарнопольского. M.: Машиностроение, 1990. 512 с.
2. Шульга А.В. Композиты. Ч. 1. Основы материаловедениякомпозиционных материалов. М.: НИЯУ МИФИ, 2013. 96 с.
3. Chung D.D.L. Composite Materials. 2nd ed. London:Springer, 2010. 349 p.
4. Газотермическое напыление: Учеб.пособие под общ. ред. Л.Х. Балдаева. - М.: Маркет ДС, 2007. - 344 с.
5. H. Dua, C. Suna , W.G. Hua, Y.S. Zhang , Z. Han, T.G. Wang, J. Gong and S.W. Lee, Fabrication and evaluation of D-gun sprayed WC–Co coating with self-lubricating property, Tribology Letters, Vol. 23, No. 3, September 2006, p. 261-266.
Information about the project
Surname Name
Gabdulkhakova Elvira
Project title
Review. Composite coatings production by thermal spraying
Summary of the project
The particularities of certain thermal spray processes are considered in this study. A number of scientific works about composite deposition are reviewed to analyze coating properties and discuss the methods applicability in aircraft industry, mechanical engineering and other areas.
Keywords
composites, multimaterial coatings, thermal spraying, thermal barrier coatings, wear-resistant coatings