Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование микроструктуры никелевого покрытия, полученного методом карбонильной металлизации при термоциклировании подложки, для изготовления инструмента на основе сверхтвердых материалов (СТМ)

ФИО: Соколова М. О.

Направление: Современные материалы и технологии их создания (У.М.Н.И.К.)

Научный руководитель: к.т.н., доц. Полушин Н.И.

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Функциональных наносистем и высокотемпературных материалов

Академическая группа: ФХ-10-2

Поликристаллы СТМ (алмаз и плотные модификации BN) используют в режущем, буровом и волочильном инструменте. Для лучшего удержания в инструменте их необходимо покрывать с поверхности слоем металла, поскольку адгезия припоев и связок алмазного инструмента к металлизированному слою значительно выше, чем к алмазу, и удержание алмаза в инструменте (следовательно, и ресурс инструмента) значительно возрастают. Карбонильный метод металлизации имеет преимущества по сравнению с гальваническим и вакуумным, поскольку он реализуется при умеренных температурах, и металлизация начинается на дефектах поверхности поликристаллов СТМ, что способствует лучшему закреплению покрытия на поверхности алмаза.

Установлена микроструктура никелевого покрытия, полученного методом карбонильной металлизации при термоциклировании подложки: осуществлены исследования покрытых никелем алмазных поликристаллов и образцов-свидетелей (пластинки из алюминия с насечками и шарики силикагеля) путем рентгенографического и электронно-микроскопического анализа.

Полученные химические карты образцов показывают, что покрытие формируется сферическими агломератами никеля с незначительными включениями. Покрытие не содержит метастабильных карбидных фаз; это подтверждает и рентгенографический анализ покрытия на АСПК: проведен фазовый и элементный анализ.

Установлено, что синтезированное никелевое покрытие заполняет микродефекты подложки любого типа (алмазный поликристалл, металл, керамика), наблюдается т.н. «эффект залечивания».

Развитая поверхность алмазных поликристаллов и идеальное воспроизведение металлом покрытия рельефа подложки обеспечивает высокую величину сцепления покрытий с поверхностью поликристаллов (не менее 15–16 МПа).

При испытаниях на растяжение было установлено, что захвата алмазных зерен покрытием не происходит, т.е. между покрытием и алмазным зерном нет химического взаимодействия.

Технология карбонильной металлизации являет собой безотходный замкнутый цикл с относительно низким энергопотреблением. Установка является компактной и может быть использована на любом предприятии.

Таким образом, никелевое покрытие, получаемое методом карбонильной металлизации при термоциклировании подложки, является перспективным для внедрения его в цикл производства алмазного инструмента.