ЛЕКЦІЯ: ЗАХИСТ МЕТАЛІВ ВІД КОРОЗІЇ. ХАРАКТЕРИСТИКА ТА ВЛАСТИВОСТІ ПОКРИТТІВ

покриття розряд синтез оксидкерамічний

Сучасний стан проблеми: Високо корозійностійкі матеріали, у виробах застосовуються без додаткових захисних покриттів. Але в екстремальних умовах експлуатації (підвищені температури середовищ, радіаційний вплив) виникає необхідність додаткового антикорозійного захисту. На даний час найбільш поширеним є застосування цирконієвих сплавів з оксидними плівками, які отримують в результаті термічної обробки або анодування. Проте антикорозійні властивості цих плівок є недостатні. Та й температурні інтервали для отримання оптимальних механічних характеристик і оптимальних властивостей оксидних плівок не співпадають.

Технології плазмохімічного синтезу дозволяють отримувати оксидокерамічні покриття заданої товщини і з високою твердістю. Роботи в цьому напрямі ведуться в Росії (Інститут сталі та сплавів, Москва; Сибірське та Далекосхідне відділення РАН; Keronit -Англія, Magoxid- ФРН), В Україні: у Львові, Донецьку, Харкові. Але публікації щодо плазмохімічного процесу синтезу на цирконієвих сплавах відсутні.

Всі метали та сплави при температурах вище 800 0С інтенсивно взаємодіють з киснем та не можуть бути використані без захисту від їх окислення. Проблема захисту металів та сплавів від окислення є виключно складною та багатогранною. На сьогодні пошук захисних покривів, дослідження механізму окислення сплавів з покриттями та причини їх руйнування здійснюються головним чином експериментально [1].

За характером формування захисні покриття поділяють на чотири групи: 1) дифузійні; 2) покрівельні; 3) змішані дифузійно-покрівельні; 4) імплантовані [1].

Більш широке застосування знайшли покриття дифузійні [105]. Такі покриття мають задовільне зчеплення з основою, їх отримання є відносно простим. Недоліком дифузійних покривів є відносно висока температура їх формування (в порівнянні з температурами експлуатації) та активна взаємодія з основою.

Покриття покрівельного типу отримуються за нижчих температур ніж дифузійні, але вони мають слабке зчеплення з основою.

За складом захисного шару покриття можуть бути металевими, інтерметалідними, оксидними, металокерамічними. Металеві покриття, які захищають метал від окислення, не повинні утворювати з основним металом неперервні тверді розчини, а повинні призводити до утворення обмежених твердих розчинів. Покриття, які захищають метал від окислення, повинні бути непроникними для кисню, так як іншому випадку окислення основи та утворення оксидів під покриттям призведе до цього швидкого відшарування. При окисленні на поверхні покриття повинні утворюватись плівки, оксиди яких складаються з щільноспакованих іонів кисню [1].

Проникати кисень може також по порам, тріщинам. Пористість та утворення тріщин є серйозним бар’єром для застосування оксидних покриттів, термодинамічно стійких в кислих середовищах. Значно зменшити (або виключити) пористість можна застосувавши відповідну технологію отримання покриття. Розвиток тріщин в покритті при роботі в умовах теплозмін обумовлено напруженнями, які виникають при непогодженні значень коефіцієнтів термічного розширення покриття та основи. При стискаючих напруженнях, які перевищують допустиму межу, покриття відшаровується, а при розтягуючих напруженнях в них виникають тріщини. ............