Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование структурообразования о оптимизация свойств квазикристаллических покрытий на сталях

ФИО: Баженова И. А.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: к.т.н, доц. Абузин Юрий Алексеевич

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Металловедения цветных металлов

Академическая группа: МТМ-13-1

В 1984 году Шехтманом был открыт новый класс материалов, обладающих особенным строением, а именно, осями симметрии, запрещенными в кристаллографии. Этот новый класс материалов был назван квазиркристаллами. Позднее появилось множество работ ,посвященных изучению структуры и свойств квазикристаллических материалов и , в частности, было обнаружено, что особенности структуры вызваны наличием псевдощели на уровне Ферми. Уникальной структурой квазикисталлов обусловлены и их физические и механические свойства: низкий коэффициент трения и низкая «смачиваемость», высокие твердость, износо- и коррозионная стойкость, низкая теплопроводность. Использование квазикристаллов в качестве конструкционных материалов ограничивается их высокой хрупкостью при комнатной температуре. Поэтому более широкое распространение квазикристаллы получили в сферах создания композитных материалов и нанесения порошковых покрытий. Данная работа посвящена исследованию свойств квазикристаллического покрытия системы Al-Cu-Fe на стали ШХ15, полученного методом холодной механо-динамической обработки.

Фазовый состав покрытия был исследован рентгеновскими методами. Было определено, что покрытие состоит из мелкодисперсных частиц квазикристалла Al65Cu20Fe15.

Структура покрытия и размер структурных составляющих также были исследованы методами растровой и ионной микроскопии. Согласно результатам данных исследований, покрытие состоит из частиц квазикристалла субмикронного размера, а толщина покрытия составляет от 1,5 до 10 мкм.

Были также исследованы трибологические свойства покрытия в зависимости от температуры и времени отжига. Было определено, что квазикристаллическое покрытие позволяет снизить коэффициент трения поверхности детали (от 0,7 для поверхности без покрытия до 0,2 для поверхности детали из стали с покрытием). Также было выявлено, что отжиг увеличивает срок жизни покрытия.

Результатом данной работы стало определение оптимального режима обработки для получения квазикристаллического покрытия с наилучшим сочетанием физических, механических и трибологических свойств.