Логин:
Пароль:

Работа №1295
Название работы
Создание многослойных и градиентных термически стабильных покрытий в едином технологическом цикле
Автор работы
Коротаев Александр Дмитриевич
Дата начала работы Дата окончания работы
2008-11-30 2009-10-31
Аннотация
Цель выполнения НИР:Разработка методов синтеза нанокристаллических и нанокомпозитных многоэлементных покрытий, обеспечивающих высокую адгезию на границе подложка – покрытие высокую твердость и снижение коэффициента трения, повышающих сроки эксплуатации на порядок по сравнению с лучшими отечественными покрытиями аналогичного назначения. Разрабатываемые нанокристаллические и нанокомпозитные градиентные покрытия призваны снизить коэффициент трения, повысить коррозионную стойкость и износостойкость деталей и инструмента из конструкционных и инструментальных, в том числе высокопрочных, сталей и твердых сплавов типа WC.Создаваемый экспериментальный макет вакуумной установки комбинированного ионно-магнетронного напыления многоэлементных градиентных покрытий предназначен для получения экспериментальных образцов покрытий. Макетный образец интегрированного плазменного магнетронно-дугового комплекса предназначен для нанесения однородных по составу, слоистых и градиентно-слоистых покрытий на образцы и изделия различного назначения.Результаты проведенных НИР могут быть использованы для проведения опытно-конструкторских и опытно-технологических работ, направленных на создание -защитных коррозионных покрытий для защиты от водородного износа в химической промышленности;- упрочняющих покрытий для увеличения срока службы режущего инструмента;- антифрикционных покрытий в парах трения для исключения консистентной смазки.
Тип НИР Источник финансирования Объем финансирования Вид работы
ФЦП 1004000 Федеральное агентство по науке и инновациям фундаментальная+прикладная
Промежуточный реферат №1
Объекты исследования: многоэлементные нанокомпозитные покрытия, в том числе сверхтвердые, на основе TiN; их фазово-структурные и упруго-напряженные состояния во взаимосвязи с прочностными свойствами и износостойкостью, а также технологические способы изготовления композиционных катодов и электрофизические характеристики и параметры магнетронных, электродуговых распылительных систем и генератора газовой плазмы для синтеза нанокомпозитных покрытий. Цель работы: получение и исследование фазово-структурных и упруго-напряженного состояний многоэлементных нанокомпозитных покрытий на основе нитрида титана, их твердости и износостойкости; разработка и изготовление композиционных катодов, а также генератора газовой плазмы магнетронных и электродуговых систем для комплектации магнетронно-дугового комплекса для нанесения покрытий. Работа базируется на основных идеях создания наноструктурных материалов, физических принципах формирования нанокомпозитных состояний в процессе роста покрытий, экспериментальных методах изучения микроструктуры и кривизны-кручения кристаллической решетки, физических принципах инициирования и горения электрофизических разрядов различного типа, методах получения плазмы металлов и газов. В процессе работы были получены многоэлементные нанокомпозитные, в том числе сверхтвердые покрытия на основе нитрида титана, найдены особенности их фазово-структурных состояний, выполнена оценка локальных внутренних напряжений, и их термической стабильности, исследована износостойкость в зависимости от структурного состояния покрытия, а также изготовлены катоды, магнетронно-распылительные системы, электродуговые испарители и газовые плазмогенераторы.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02200901459 Дата регистрации ИК: 2009-03-23
Промежуточный реферат №2
Объекты исследования: многоэлементные нанокомпозитные однородные по составу и слоистые покрытия на основе TiN, их фазово-структурное и упруго-напряженное состояния во взаимосвязи с прочностными свойствами и износостойкостью, конструктивные особенности, электрофизические характеристики и параметры источников плазмы нового плазменного магнетронно-дугового технологического комплекса для гибридного синтеза нанокомпозитных покрытий. Цель работы: получение и исследование фазово-структурных и упруго-напряженного состояний многоэлементных нанокомпозитных и слоистых покрытий на основе нитрида титана; монтаж и исследование электрофизических характеристик нового плазменного магнетронно-дугового технологического комплекса для нанесения покрытий и азотирования поверхности материалов; монтаж и исследование экспериментального макета вакуумной установки для нанесения слоистых покрытий. Получены многоэлементные слоистые покрытия на основе нитрида титана, найдены закономерности формирования и особенности их фазово-структурного состояния, выполнена оценка внутренних напряжений в наночастицах TiN, определена термическая стабильность полученных нанокомпозитных и слоистых покрытий, выполнен монтаж, изучены характеристики плазменного магнетронно-дугового технологического комплеса, показана перспективность использования этого комплекса при наноструктуризации поверхности материалов и нанесения нанокомпозитных покрытий различного назначения; изготовлены многоэлементные катоды для магнетронного распыления и газовый плазмогенератор для плазменного магнетронно-дугового комплекса.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02200902690 Дата регистрации ИК: 2009-06-25
Промежуточный реферат №3
ОТЧЕТ О ПАТЕНТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ Патентные исследования проводились для технологии создания сверхтвердых нанокомпозитных покрытий с высокой термической стабильностью, используемых в промышленности для защиты обрабатывающего инструмента при высокоскоростной обработке жаропрочных и высокопрочных материалов с увеличением ресурса работы изделий в 2-3 раза. В ходе проведения патентных исследований на патентную чистоту результат проверки показал, что исследуемый объект обладает патентной чистотой, и не подпадает под действие патентовна изобрения, полезные модели или промышленные образцы третьих лиц. Рынок России в отношении многослойных и градиентных термически стабильных покрытий на основе нитридов и карбидов титана с многоэлементным легированием на поверхности изделий из конструкционных и инструментальных сталей различного назначения является свободным. На международном рынке выявлено 133 патента по нанокомпозитным покрытиям, основными авторами на рынке являются компании и фирмы Германии, Кореи, США, Европы.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02200902690 Дата регистрации ИК: Не указана
Заключительный реферат
Объекты исследования: многоэлементные нанокомпозитные однородные по составу и слоистые покрытия на основе Т1М; их фазово-структурное и упруго-напряженное состояния во взаимосвязи с прочностными свойствами и износостойкостью, конструктивные особенности, электрофизические характеристики и параметры источников плазмы нового плазменного магнетронно-дугового технологического комплекса для гибридного синтеза нанокомпозитных покрытий. Работа базируется на основных идеях создания нанокомпозитных микроструктур в многоэлементных композициях покрытий на основе нитрида титана, взаимосвязи механизмов и условий роста таких покрытий с характерными особенностями микроструктуры, экспериментальных методах изучения дефектной субструктуры покрытий и наночастиц; физических конструктивных принципов совмещения различных плазменных источников в едином вакуумном цикле нанесения покрытий. Дано теоретическое и экспериментальное обоснование нового принципа формирования нанокомпозитных состояний в многоэлементных покрытиях, разработаны методы прогноза их составов, условий синтеза и способов управления микроструктурой и свойствами; разработана концепция планирования электрофизических режимов работы функциональных устройств плазменного магнетронно-дугового комплекса, обеспечивающих эффективные технологические процессы модификации изделий на основе твердых сплавов; оптимизирован технологический процесс нан о структуризации поверхностного слоя образцов и инструмента из твердого сплава; разработаны лабораторные технологии получения защитных покрытий и наноструктурированных поверхностных слоев на изделиях различного назначения; проведены лабораторные испытания этих изделий; получены положительное решение Роспатента о выдаче патента на изобретение «Способ комбинированной ионно-плазменной обработки изделий из сталей и твердых сплавов» и патент на полезную модель № 87065 «Устройство для создания однородной газоразрядной плазмы в технологических вакуумных камерах больших объемов»; разработан проект ТЗ на ОКР и проведена технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов. Разработанные лабораторные технологии рекомендованы для внедрения на предприятиях нефтехимической отрасли. Кроме того, результаты работы могут найти применение для повышения ресурса работы обрабатывающего инструмента и изделий машиностроения, аэрокосмической отрасли, бытовой техники и др. Многофункциональный плазменный магнетронно-дуговой технологический комплекс существенно расширяет возможности и постановку поисковых и прикладных исследований опытно-технологических задач повышения эксплуатационных свойств инструмента и изделий различного назначения. Он имеет хорошие перспективы тиражирования и использования в научно-исследовательских, технологических и производственных учреждениях.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201050692 Дата регистрации ИК: 2010-01-29
Заказчик
Федеральное агентство по науке и инновациям, Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы», шифр 2008-03-1.3-25-19, шифр заявки 2008-03-1.3-25-19-006, ГК № 02.513.11.3432
ГРНТИ УДК Инвентарный номер Госшифр Госконтракт Договор
29.19.22 ( ФИЗИКА. Физика твердых тел. Физика наноструктур. Низкоразмер-ные структуры. Мезоскопические структуры. )
539.216:548.4621.793; 515 2008-03-1.3-25-19-006 02.513.11.3432
Ключевые слова
Предполагаемый результат работы
Отчет
Организации соисполнители
Институт физики полупроводников СО РАН, Томский политехнический ун-т
Государственный учет результатов НИОКР в БД РНТД Минобрнауки РФ
Получить полный доступ
Основание к регистрации темы (электронный вариант)
Только для служебного пользования
   
2007 © ОНТИ НУ ТГУ
E-mail: onti@sun.lib.tsu.ru
Тел: 52-76-99