Исследование влияния технологических параметров метода холодного газодинамического напыления на износостойкость покрытия алюминий – углеродные нановолокна

Проведены измерения микротвердости и коэффициента трения, определены модуль упругости, коэффициенты упругого восстановления и сопротивления пластической деформации функциональных покрытий алюминиевая матрица – углеродные нановолокна. Для определения износостойкости покрытий проведены испытания на интенсивность износа. Получены экспериментальные значения интенсивности износа функциональных покрытий, что позволяет прогнозировать срок их службы. На основе проведенных исследований определены покрытия с высоким уровнем механических свойств и износостойкостью.

1. Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon // Nature. – 1991. – N 354. – Р. 56–58.

2. Lee Y. H. The physical property and application of carbon nanotube // Sae Mulli. – 2005. – N 51. – P. 84–144.

3. Скворцова А. Н., Лычева К. А., Возняковский А. А., Кольцова Т. С., Ларионова Т. В. Механизмы упрочнения и свойства композиционных материалов суглеродными нановолокнами // Materials Physics and Mechanics. – 2016. – V. 25. – Р.30–36.

4. Геращенков Д. А., Фармаковский Б. В., Васильев А. Ф., Машек А. Ч. Исследование температуры потока в процессе холодного газодинамического напыления функциональных покрытий // Вопросы материаловедения. – 2014. – №2(77). – C. 87–96.

5. Tonitzki A., Skvortsova A. N., Koltsova T. S., Ganin V., Danilova M. A., Shamshur in A. I. Aluminum-carbon nanofibers composite coating produced by cold spraying // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. – 2016. – №3 (249). – С. 81–88.

6. Скворцова А. Н., Лычева К. А., Возняковский А. А., Кольцова Т. С. Композиционные материалы на основе алюминия, упрочненные углеродными нановолокнами // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. – 2015. – №3(226). – C. 78–84.

7. Bakshi S.R., Lahiri D., Agarwal A. Carbon nanotube reinforced metal matrix composites // International Materials Reviews.– 2010. – V. 55(1). – P. 41.

8. Рудской А. И., Толочко О. В., Кольцова Т. С., Насибулин А. Г. Синтез углеродных нановолокон на поверхности частиц порошка алюминия // Металловедение и термическая обработка. – 2013. – №10. – C. 53–57.

9. Лычева К. А., Скворцова А. Н., Кольцова Т. С. Исследование влияния режимов механоактивации на получение высокопрочного материала алюминий–углеродные нановолокна // Сб. докладов конференции «Неделя науки СПбПУ», 2015.

10. Бреки А. Д., Кольцова Т. С., Скворцова А. Н., Толочко О. В., Александров С. Е., Лисенков А. А., Провоторов Д. А., Сергеев Н. Н., Малий Д. В., Сергеев А. Н., Агеев Е. В., Гвоздев А. Е. Антифрикционные свойства композиционных материалов на основе алюминия, упрочненных углеродными нановолокнами, при трении по стали 12Х // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. – 2016. – №4 (21). – С. 11–23.

11. Min-Feng Yu, Lourie O., Dyer M. J., Moloni K., Kelly T. F., Ruoff R. S. Strength and breaking mechanism of multiwalled carbon nanotubes under tensile load // Science. – 2000. – V. 287, Is. 5453. – P. 637–640.

12. Bakshi S. R., Singh V., Balani K., McCartney D. G., Seal S., Agarwal A. Carbon nanotube reinforced aluminum composite coating via coldspraying // Surface & Coatings Technology. – 2008. – V. 202. – C. 5162–5169.

13. Бобкова Т. И., Деев А. А., Быстров Р. Ю., Фармаковский Б. В. Нанесение износостойких покрытий с регулируемой твердостью с помощью сверхзвукового холодного газодинамического напыления // Металлообработка. – 2012. – №5–6. – С. 45–49.

14. Laha T., Agarwal A. Effect of sintering on thermally sprayed carbon nanotube reinforced aluminum nanocomposite // Mater. Sci. Eng., A. – 2008. – V. 480. – P. 323–332.

15. Фармаковский Б. В., Геращенков Д. А., Быстров Р. Ю., Васильев А. Ф., Улин И. В., Бобкова Т. И. Износостойкие функционально-градиентные покрытия на основе квазикристаллов, полученные методом сверхзвукового холодного газодинамического напыления // Вопросы материаловедения. – 2017. – Т. 90, №2. – С. 130–135.

16. ГоголинскийK. B., ЛьвоваH. A., УсеиновA. C. Применение сканирующих зондовых микроскопов и нанотвердомеров для изучения механических свойств твердых материалов на наноуровне // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2007. – Т. 73, №6. – С. 28–36.

17. Усеинов А. С., Кравчук К. С., Львова Н. А. Измерение износостойкости сверхтонких наноструктурированных покрытий // Наноиндустрия. – 2011. – №4. – С. 46–50.

18. Геращенков Д. А. Разработка технологического процесса нанесения покрытий методом «холодного» газодинамического напыления на основе армированных порошков системы Al–Sn+Al2O3 // Автореф. дис. ... канд. техн. наук, ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей», г. Санкт-Петербург, 2015.