Формирование структуры, фазового состава и свойств электроэрозионностойких покрытий методом электровзрывного напыления тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Романов, Денис Анатольевич АВТОР
кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Новокузнецк МЕСТО ЗАЩИТЫ
2012 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.07 КОД ВАК РФ
Диссертация по физике на тему «Формирование структуры, фазового состава и свойств электроэрозионностойких покрытий методом электровзрывного напыления»
 
Автореферат диссертации на тему "Формирование структуры, фазового состава и свойств электроэрозионностойких покрытий методом электровзрывного напыления"

005043138

На правах рукописи

Романов Денис Анатольевич

ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, ФАЗОВОГО СОСТАВА И СВОЙСТВ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОВЗРЫВНОГО НАПЫЛЕНИЯ

Специальность 01.04.07 - физика конденсированного состояния

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 7 МАИ 2012

Новокузнецк - 2012

005043138

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет»

Научный руководитель доктор физико-математических наук,

профессор Громов Виктор Евгеньевич

Официальные оппоненты: Потекаев Александр Иванович, доктор

физико-математических наук, профессор, ОСП «Сибирский физико-технический институт имени акад. В.Д. Кузнецова Томского государственного университета», директор

Ефимов Олег Юрьевич, кандидат технических наук, ОАО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат», начальник производственного управления

Ведущая организация федеральное государственное бюджет-

ное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова», г. Барнаул

Защита состоится 5 июня 2012 года в 900 на заседании диссертационного совета Д 212.252.04 при ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» по адресу: 654007, г. Новокузнецк, Кемеровской области, ул. Кирова, 42.

Факс: (3843) 46-57-92.

E-mail: d212_252_04@sibsiu.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет».

Автореферат разослан «Jk2_» апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.х.н., профессор

Горюшкин В.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для электротехнической промышленности, производящей электрокоммутационную аппаратуру, в первую очередь нужны новые электроэрозионностойкие материалы, поскольку в большинстве случаев именно они определяют характеристики аппаратуры, способность надежно и длительно коммутировать электрический ток. Для материалов электрических контактов характерно сочетание разнообразных, иногда несовместимых для обычных металлов и сплавов требований. Для этих материалов необходимы высокая твердость и тугоплавкость в сочетании с высокими электро- и теплопроводностью, электроэрозионной и коррозионной стойкостью, отсутствием сваривания и мостикообразования.

Реализовать в одном материале многообразный и противоречивый комплекс свойств, которыми должен обладать электроконтактный материал, позволяет использование методов порошковой металлургии. В настоящее время, разработано большое количество электроконтактных материалов для их применения в разнообразных условиях эксплуатации. В состав этих материалов, как правило, входит медь, обладающая высокой электропроводностью, и тугоплавкий компонент с высокой износо- и электроэрозионной стойкостью. Поскольку процесс разрушения материала начинается с его поверхности, для ряда практических применений, например, защиты контактных поверхностей средне- и тяжелонагруженных выключателей и коммутационных аппаратов, перспективно формирование упрочняющих покрытий, так как в этом случае важна электроэрозионная стойкость только поверхности контакта, а не всего объема. Для защиты поверхности от электроэрозионного изнашивания используют композиционные материалы на основе псевдосплавов вольфрама или молибдена и меди, карбидов вольфрама или молибдена и меди, а также сплавов на основе боридов титана и меди. Вместе с тем, существующие методы их получения, например, порошковая металлургия, имеют ограниченную область применения. В частности, эти методы не позволяют получать композиционные покрытия на контактных поверхностях с целью защиты их от электроэрозионного изнашивания. Одним из приоритетных направлений физики конденсированного состояния и физического материаловедения является разработка физических основ повышения эксплуатационных характеристик различных материалов. С учетом этого разработка методов модифицирования поверхностных слоев материалов электрических контактов является актуальной задачей развития новых современных технологий.

К перспективным методам формирования таких покрытий относится электровзрывное напыление (ЭВН) импульсными многофазными плазменными струями. В связи с вышеизложенным диссертационная работа представляется актуальной.

Целью работы явилось формирование электроэрозионностойких покрытий методом электровзрывного напыления, изучение их структуры, фазового состава и свойств.

Для реализации цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1) разработать методику ЭВН электроэрозионностойких покрытий систем W-Cu, Mo-Cu, W-C-Cu, Mo-C-Cu и Ti-B-Cu;

2) установить влияние параметров ЭВН на морфологию поверхностей покрытий, их структуру и фазовый состав;

3) определить износо- и электроэрозионную стойкость напыленных покрытий;

4) провести анализ механизма, обусловливающего взаимодействие формируемых покрытий с основой и единичных слоев покрытия друг с другом;

5) провести испытания напыленных покрытий в условиях эксплуатации.

Научная новизна. Впервые методами световой и сканирующей электронной микроскопии, рептгеноструктурного анализа и оптической интерферометрии экспериментально исследованы строение, структура, фазовый состав и характеристики топографии поверхности электроэрозионностойких покрытий, сформированных методом ЭВН. Определены параметры формирования композиционной структуры покрытий, среди которых основное внимание уделено размерам структурных составляющих в сформированных покрытиях различных систем. Впервые предложен механизм формирования зоны смешивания на границе покрытие-основа, обусловливающий их адгезионно-когезионную связь, выполнен анализ физических причин повышения износостойкости в условиях сухого трения и электроэрозионного изнашивания.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

1. Электроэрозионностойкие покрытия, полученные методом ЭВН, обладают комплексом повышенных свойств и использованы с целью упрочнения медных электрических контактов. Износостойкость контактных поверхностей в условиях сухого трения скольжения после ЭВН покрытий увеличивается в 1,7...2,2 раза, электроэрозионная стойкость в условиях искровой эрозии - до 10-ти раз по сравнению с показателями электротехнической меди марки М00.

2. Выявлены закономерности формирования композиционной структуры покрытий, позволяющие целенаправленно выбирать режимы ЭВН, необходимые для получения заданных свойств.

3. Различная электрокоммутационная аппаратура с напыленными методом ЭВН электроэрозионностойкими покрытиями используется в производственной деятельности предприятий ООО «Лазурит», ООО «Сибирские промышленные технологии», ООО «Ремкомплект», ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК», ОАО «Новокузнецкий вагоностроительный завод» и ООО «ВЕСТ 2002».

Достоверность результатов работы определяется корректностью поставленных задач, применением современных приборов и методик физического материаловедения, большим объемом экспериментальных данных, их сопоставлением между собой и с данными других авторов, использованием для их анализа хорошо апробированных теоретических представлений физики конденсированного состояния.

Научные результаты, выносимые на защиту:

1. Методика электровзрывного напыления для формирования на медных контактных поверхностях электроэрозионностойких покрытий систем \V-Cu, Мо-Си, \V-C-Cu, Мо-С-Си и ТьВ-Си, обладающих микро- и нанокри-сталлической структурой, низкой пористостью и высокой адгезионно-когезионной связью с основой.

2. Совокупность экспериментальных данных о морфологии поверхности, строении по глубине, структуре и фазовом составе покрытий систем XV-Си, Мо-Си, \V-C-Cu, Мо-С-Си и ТьВ-Си, сформированных для повышения электроэрозионной стойкости и износостойкости.

3. Модель образования зоны смешивания на границе покрытия с основой и между единичными слоями на основе возникновения гидродинамической неустойчивости Кельвина-Гельмгольца.

4. Совокупность экспериментальных данных по повышению электроэрозионной и износостойкости в условиях сухого трения скольжения медных контактных поверхностей при формировании композиционных покрытий систем Х¥-Си, Мо-Си, \V-C-Cu, Мо-С-Си и ТьВ-Си.

5. Результаты испытаний электровзрывных покрытий в условиях производства, показывающие повышение долговечности электрических контактов различной номенклатуры в несколько раз.

Личный вклад автора состоит в научной постановке задач исследования, анализе литературных данных, разработке способов ЭВН и их реализации, выполнении структурных исследований и испытаний свойств покрытий, статистической обработке и анализе полученных результатов, подготовке основных публикаций по выполненной работе.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: XVIII и XIX Республиканской научной конференции аспирантов, магистрантов и студентов «Физика конденсированного состояния», Гродно, 2010, 2011; Шестнадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых, Волгоград, 2010; VI Международной конференции «Фазовые превращения и прочность кристаллов», Черноголовка, 2010; 50-й, 51-й Международном научном симпозиуме и конференции «Актуальные проблемы прочности», Витебск, 2010, Харьков, 2011; VI Международной научной конференции «Прочность и разрушение материалов и конструкций», Оренбург, 2010; IX и X Международной научно-технической Уральской школе-семинаре молодых ученых-металловедов, Екатеринбург, 2010, 2011; XI и ХП Всероссийской молодёжной школе-семинаре по проблемам физики конденсированного состояния вещества, Екатеринбург, 2010, 2011; X Международной конференции «Структурные основы модификации материалов», Обнинск, 2011; XVII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», Томск, 2011; VI Всероссийской молодежной научной конференции «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений», Тольятти, 2011; V Международной школе «Фи-

зическое материаловедение», Тольятти, 2011; Вторых московских чтениях по проблемам прочности, Черноголовка, 2011; VI Всероссийской научно-технической конференции «Физические свойства металлов и сплавов», Екатеринбург, 2011; IV Международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов», Москва, 2011; научно-техническом семинаре «Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов», Москва, 2011.

Исследования выполнялись в соответствии с Федеральной целевой программой «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. по гос. контрактам №№ 14.740.11.1154, 14.740.11.0813, 02.740.11.0538 и грантами РФФИ №№ 11-02-91150-ГФЕН_а, 11 -02-12091 -офи-м.

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 25-ти работах, в том числе в 12-ти статьях, 9 из которых - в рецензируемых журналах из перечня ВАК РФ, в 6-ти докладах и в тезисах 2-х докладов на конференциях и других научных мероприятиях, 5-ти патентах на изобретения. Получено 4 положительных решения по заявкам на изобретения.

Соответствие диссертации паспорту специальности. Диссертационная работа по своим целям, задачам, содержанию, методам исследования и научной новизне соответствует п. 1 «Теоретическое и экспериментальное изучение физической природы свойств металлов и их сплавов, неорганических и органических соединений, диэлектриков и в том числе материалов световодов как в твердом, так и в аморфном состоянии в зависимости от их химического, изотопного состава, температуры и давления» паспорта специальности 01.04.07 - физика конденсированного состояния (технические науки).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести разделов, заключения, приложения и списка литературы, включающего 157 наименований. Диссертация содержит 157 страниц, в том числе 60 рисунков и 6 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и основные задачи исследования, обозначены их научная и практическая значимость, дан обзор содержания диссертации и сформулированы основные результаты, выносимые на защиту.

В первом разделе «Упрочнение электроконтактных поверхностей методами напыления покрытий» представлен краткий обзор современного состояния исследований структуры и фазового состава электроэрозионностой-ких покрытий, сформированных современными методами напыления с целью упрочнения и защиты электрических контактов. Обоснована актуальность проблемы повышения электроэрозионной стойкости тяжелонагруженных контактных поверхностей. Основное внимание уделено классификации, технологическим и физическим особенностям методов напыления покрытий.

Рассмотрены модельные представления о процессах формирования структуры и свойств покрытий новыми методами. На основе проведенного анализа сформулированы цель и задачи исследования.

Во втором разделе «Оборудование, материалы и методики исследований» описана электровзрывная установка ЭВУ 60/10, на которой проводили ЭВН. Емкостный накопитель энергии установки разряжается на взрываемый проводник, закрепляемый на электродах плазменного ускорителя коаксиаль-но-торцевого типа. Образующаяся при электровзрывном разрушении проводника многофазная плазма формируется в струю, являющуюся инструментом воздействия на поверхность. В струе всегда содержатся конденсированные частицы продуктов взрыва и частицы порошковых навесок, вводимые в область взрыва, которые формируют покрытие.

Таблица 1 - Параметры ЭВН покрытий из несмешивающихся компонентов со слоистой структурой

Параметры обработки Напыляемые материалы

2 q, ГВт/м т, мг Фольга Порошок

4,1 170 Мо

3,7 150 Си

4,1 350 Мо

3,7 300 Си

4,1 5/800 Си Мо

3,7 175 Си

4,1 5/900 Си W

7,6 175 Си

Примечание. Указанные режимы обеспечивают нагрев поверхности до температуры плавления. В числителе указана масса фольги, в знаменателе -масса навески порошка.

В качестве взрываемого проводника использовали фольги металлов, фольги совместно с навесками порошков, композиционный электрически взрываемый материал (КЭВМ) для нанесения покрытий в виде двухслойной фольги с заключенной в ней навеской порошка. Обоснован выбор электротехнической меди марки М00 как основы для проведения исследований, описаны режимы ЭВН электроэрозионностойких покрытий.

Покрытия из несмешивающихся компонентов имели композиционную слоистую или наполненную структуры. Покрытия со слоистой структурой наносили в предплавильных режимах ЭВН (таблица 1). Использовали фольги разной массы. Покрытия с наполненной структурой наносили в режимах, которые обеспечивали оплавление поверхности и перемешивание образующегося на поверхности расплава (таблица 2). Низкоинтенсивному режиму ЭВН с

использованием фольг соответствует q = 7,6 ГВт/м2, высокоинтенсивному -10,0 ГВт/м2 (таблица 2).

Таблица 2 - Параметры ЭВН покрытий с композиционной наполненной структурой

Покрытие Параметры обработки Напыляемые материалы

2 q, ГВт/м т, мг Фольга Порошок кэвм

6,0 150 Мо

7,6 250 Си

6,0 150 Мо

из несмешиваю-щихся компонен- 10,0 250 Си

4,5 5/800 Си Мо

тов V/ и Си, 6,5 175 Си

Мо и Си 4,5 5/900 Си W

8,1 175 Си

4,1 800/800 Мо/Си

4,1 800/800 W/Cu

системы ТлВ^Си

с использованием порошковых навесок диборида титана 4,1 125/125 TiB2/Cu

5,5

систем Мо-С-Си, 6,5 100/10/110 Mo/C/Cu

\V-C-Cu и П-В-Си, 7,6

формируемых при 5,5

электровзрывном 6,5 100/6,5/106,5 W/C/Cu

синтезе 7,6

5,5

6,5 90/41 Ti В

7,6

Примечание. Цветом выделены режимы, обеспечивающие нагрев поверхности до температуры плавления. Через косую указаны напыляемые вещества и их массы.

Исследования структуры покрытий проводили с использованием методов световой (металлографический микроскоп Carl Zeiss AxioObserver

Alm) и электронной сканирующей (растровый электронный микроскоп Carl Zeiss EV050) микроскопии, рентгеноструктурного анализа (ARL X'TRA) и оптической интерферометрии (комплекс изучения топографии поверхности Zygo NewViewTM 7300).

Упрочнение поверхности оценивали по улучшению электроэрозионной стойкости и износостойкости в условиях сухого трения скольжения.

В третьем разделе «Структура электровзрывных электроэрозионно-стойких покрытий систем Mo-Cu и W-Cu» представлены результаты исследования покрытий систем W-Cu и Mo-Cu.

ЭВН покрытий с использованием фольг (рисунок 1). Толщина единичных слоев слоистых покрытий пропорциональна массе фольги. На границах слоев меди и молибдена и молибдена с основой вследствие термосилового воздействия плазменной струи на поверхность, нагреваемую до температуры плавления, формируется волнообразный рельеф, который позволяет увеличивать адгезию. При увеличении интенсивности воздействия на поверхность происходит искажение границ раздела поверхностного слоя с основой и между его отдельными слоями и разрушение слоистой структуры. При этом происходит формирование наполненной структуры (рисунок 1, в-д). В низкоинтенсивном режиме ЭВН в молибденовой матрице наблюдаются глобулярные включения меди размерами 30...200 нм (рисунок 1, г). Размер отдельных включений достигает 1 мкм.

а, б- покрытие со слоистой структурой; в, г - покрытие с наполненной структурой при ЭВН в низкоинтенсивном режиме; д - покрытие с наполненной структурой при ЭВН в высокоинтенсивном режиме; е - зона проникновения молибдена в медь на границе с медной основой.

Прямые шлифы

Рисунок 1 - Характерное изображение структуры композиционных покрытий Мо-Си, сформированных с использованием фольг. Сканирующая электронная микроскопия

При обработке образцов в высокоинтенсивном режиме ЭВН формируются слои с композиционной наполненной структурой на основе молибдена и меди, в которой размер медных включений достигает 2 мкм (рисунок 1, д). Видно, что в этом случае они не выкрашиваются из матрицы, что способствует улучшению электроэрозионной стойкости поверхностных слоев. На их границе с основой образуется зона смешивания молибдена и меди, в которой наблюдается образование изолированных включений молибдена субмикронных размеров в медной матрице.

ЭВН покрытий с использованием порошков V/ или Мо (рисунок 2). Особенности границ покрытий со слоистой структурой аналогичны случаю ЭВН с использованием фольги Мо.

При увеличении поглощаемой плотности мощности при напылении меди на поверхность предварительно напыленного единичного слоя молибдена формируется структура, образованная глобулярными включениями молибдена размерами около 2 мкм в медной матрице (рисунок 2, б). Наблюдаются также субмикронные включения молибдена. В случае аналогичной обработки единичного слоя вольфрама формируется структура, образованная глобулярными включениями вольфрама размерами около 2 мкм в медной матрице (рисунок 2, д).

а - Мо-Си покрытие со слоистой структурой (прямой шлиф); б - Мо-Си покрытие с наполненной структурой (прямой шлиф); в - Мо-Си граница покрытия с основой (косой шлиф); г - \V-Cu покрытие со слоистой структурой (прямой шлиф); д - \V-Cu покрытие с наполненной структурой (прямой шлиф); е - \V-Cu граница покрытия с основой (косой шлиф)

Рисунок 2 - Характерное изображение структуры покрытий из несмешивающихся компонентов. Сканирующая электронная микроскопия

Важной особенностью обработки является проникновение отдельных частиц вольфрама и молибдена в основу на глубину до нескольких микрометров (рисунок 2, в, е). Толщина покрытий может быль любой и зависит от

условий эксплуатации конкретной номенклатуры упрочняемых деталей.

При ЭВН слоистых покрытий фольгами на поверхности формируются сравнительно гладкие области неправильной формы. При ЭВН слоистых покрытий порошками наблюдаются области с развитым рельефом, образованные частицами порошков.

При формировании композиционных наполненных покрытий на поверхности выделяются хаотически расположенные сравнительно гладкие области неправильной формы и области с развитым рельефом, образованные частицами глобулярной формы размерами в пределах от 0,5 до 20 мкм, суммарная площадь которых составляет 25 и 75 % соответственно. Относительное содержание меди в областях с развитым рельефом ниже, чем в областях с гладким рельефом. На основании этого можно считать, что области с гладким рельефом образованы преимущественно конденсированными частицами продуктов взрыва медной фольги, а области с грубым рельефом - продуктами порошков для ЭВН.

Четвертый раздел «Электровзрывное напыление электроэрозионно-стойких покрытий системы ТЧВг-Си с использованием порошка Т1В2» посвящен анализу ЭВН покрытий с композиционной наполненной структурой «медная матрица-диборид титана».

а - композиционная наполненная структура ; б - наложение карт распределения титана и меди для фото (а); в - граница покрытия с основой; г - общий вид сечения покрытия; д - карта распределения титана; е - карта распределения меди (д = 4,5 ГВт/м2), прямой шлиф

Рисунок 3 - Характерное изображение покрытия системы Т1В2-Си с композиционной наполненной структурой. Сканирующая электронная микроскопия

При ЭВН покрытий системы Т1В2-Си с использованием порошка Т1В2 выделены три характерные морфологические составляющие структуры, формирующие микрорельеф поверхности покрытия: субмикрокристаллические частицы порошка Т1В2, используемого для ЭВН; сравнительно гладкие области на основе ТлВ2 и меди, содержащие субмикрокристаллические включения ТлВ2; конгломераты частиц ТЧВ2 и меди глобулярной морфологии.

Структура поперечных сечений покрытий не содержит пор и представляет собой медную матрицу с включениями ИВ2, размеры которых изменяются в пределах от 1 до 10 мкм (рисунок 3). Наблюдаются также субмикронные включения Т1В2. Диборид титана и медь распределены по объему покрытий примерно в равном соотношении. Перекристаллизации частиц ТлВ2 в покрытии с образованием других фаз не происходит (рисунок 4), что обеспечивает максимальные электроэрозионные свойства таких покрытий.

-Си

I И

^ и мА к

И

■ - Си • -ТШ2

И 1 . Ч" *

20, град.

10, град.

а и б - ЭВН одного и трех единичных слоев

Рисунок 4 - Фрагменты дифрактограмм покрытий системы Т1 В2-Си

В пятом разделе «Структура электровзрывных композиционных покрытий систем Мо-С-Си,АУ-С-Си и ТьСи-В, сформированных с использованием синтеза новых фаз» представлены результаты исследования псевдосплавных покрытий систем Мо-Си и \V-Cu, упрочненных синтезированными при ЭВН карбидами молибдена и вольфрама соответственно, а также покрытия системы ТьВ-Си.

Композиционные покрытия системы Мо-С-Си имеют микрокристаллическую композиционную наполненную структуру. Их фазовый состав образован псевдосплавом молибдена и меди и включениями синтезированных при напылении карбидов МоС и Мо2С. Увеличение параметров термосилового воздействия на облучаемую поверхность приводит к увеличению содержания карбидов в покрытии. Важной особенностью обработки является проникновение отдельных частиц молибдена и его карбидов в основу на глубину до нескольких микрометров.

Сформированы композиционные покрытия с наполненной структурой, состоящие из псевдосплава вольфрама, меди и включений карбидов вольфрама сс-\У2С, А^Си» WC, синтезированных при напылении.

12

а - распределение неровностей рельефа по высоте; б - положение секущей

(вид сверху); в - распределение неровностей вдоль базовой длины; г - объемная модель поверхности

Рисунок 5 - Рельеф поверхности композиционных покрытий системы

Мо-С-Си с наполненной структурой. Оптическая интерферометрия

Сформированы покрытия, содержащие бориды титана Т1В9, ТьВ, ТцВ4, "ПВ и медь.

Среднее арифметическое отклонение профиля Яа для базовой поверхности покрытий, напыленных в предплавильных режимах составляет 2,0...3,2 мкм, в режимах с оплавлением поверхности - 2,6...4,1 мкм. Шероховатость сформированных электровзрывных композиционных покрытий приемлема для практического использования.

Шестой раздел «Свойстваэлектровзрывных покрытий на медных контактных поверхностях» посвящен анализу свойств покрытий, механизмов формирования зоны смешивания на границе покрытие-основа и практического использования результатов диссертации.

Характерной особенностью всех покрытий является формирование зоны смешивания на границе раздела электровзрывных покрытий с основой и между единичными слоями покрытий. Предложена модель ее образования, основанная на представлении о возникновении гидродинамической неустойчивости Кельвина-Гельмгольца границ раздела и турбулентного течения расплава. Согласно результатам моделирования глубина зоны смешивания составляет величину до 10 мкм, что согласуется с экспериментальными данными.

При использовании электроконтактных композиционных покрытий систем \V-Cu, Мо-Си, ТьВ-Си и \V-C-Cu износостойкость в условиях сухого трения скольжения без смазки по сравнению с износостойкостью электротех-

13

нической меди марки М00 увеличивается в 1,7...2,2 раза. В процессе ускоренных испытаний на электроэрозионную стойкость в условиях дуговой эрозии покрытия разрушаются с образованием кратеров эрозии. Дополнительное повышение электроэрозионной стойкости достигается путем увеличения толщины покрытий при повторном ЭВН единичных слоев покрытия. В процессе ускоренных испытаний на электроэрозионную стойкость в условиях искровой эрозии покрытия с композиционной наполненной структурой всех систем показывают ее увеличение примерно в 10 раз.

Различные устройства с напыленными методом ЭВН электроэрозион-ностойкими покрытиями используются в производственной деятельности ООО «Лазурит», ООО «Сибирские промышленные технологии», ООО «Рем-комплект», ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК», ОАО «Новокузнецкий вагоностроительный завод» и ООО «ВЕСТ 2002». На предприятии ООО «Сибирские промышленные технологии» проведена опытно-промышленная апробация результатов диссертации для упрочнения пальцевых, розеточных и пластинчатых контактов, применяемых в аппаратах напряжением выше 1000 В на различные токи, а также торцевых контактов на напряжение 110 кВ и выше и токи не более 1,0... 1,5 кА. Результаты испытаний позволяют рекомендовать ЭВН контактов в условиях производства. Результаты по формированию нанокомпозитных электроэрозионностойких покрытий представляют практический интерес и используются в производстве ООО «Ремкомплект» для упрочнения контактов пускателей марок ПВИ-320А, ПВ1140-2'25, ПВ1140-2'63 и ПВ1140-250. Результаты диссертации прошли опытно-промышленную апробацию на ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» при защите поверхности контактов контакторов серии КМ, а также контактов пускателей серии ПАЕ, используемых на предприятиях ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК». Технология ЭВН электроэрозионностойких покрытий успешно используется на ОАО «ВЕСТ 2002» для восстановления и защиты коммутирующих контактов силовых контроллеров КС-304, КС-305 силового шахтного оборудования.

В заключении перечислены основные результаты исследования, отмечены перспективные направления дальнейшей работы.

В приложении приведены справки о практическом использовании результатов работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана методика электровзрывного напыления микро- и нано-кристаллических покрытий систем W-Cu, Mo-Cu, W-C-Cu, Mo-C-Cu, Ti-B-Cu или со слоистой, или с наполненной структурой.

2. Определен комплекс характеристик топографии поверхности покрытий - параметры шероховатости Ra, Rmax, Sm. Рельеф поверхности слоистых покрытий и покрытий систем W-Cu, Mo-Cu, W-C-Cu, Mo-C-Cu с наполненной структурой имеет параметр шероховатости Ra - 2,0...2,5 мкм. Значения Ra покрытий систем W-Cu, Mo-Cu и Ti-B-Cu составляют 2,5...3,0 мкм.

Наибольшие значения Ra = 3,0...4,0 мкм имеют покрытия системы Mo-Cu с наполненной нанокристаллической структурой.

3. При напылении единичных слоев покрытий их толщина достигает 140 мкм, при последовательном напылении нескольких слоев максимальная толщина сформированных покрытий составляет 2 мм.

4. Фазовый состав покрытий, содержащих химически взаимодействующие компоненты Мо и С, W и С, Ti и В, образован упрочняющими износо- и электроэрозионностойкими фазами - карбидами и боридами МоС и Мо2С, а-W2C, WCi_x, WC, TiB2, Ti2B, Ti3B4 и TiB.

5. Характерной особенностью всех покрытий является формирование зоны смешивания на границе раздела покрытие-основа и между отдельными слоями покрытия, обуславливающей их когезионно-адгезионную связь друг с другом. Предложена модель образования зоны смешивания, основанная на возникновении гидродинамической неустойчивости Кельвина-Гельмгольца границы раздела и турбулентного течения расплава.

6. Износостойкость покрытий с наполненной структурой в условиях сухого трения скольжения без смазки увеличивается в 1,7...2,2 раза, а электроэрозионная стойкость в условиях искровой эрозии - в 9... 10 раз по сравнению с электротехнической медью М00.

7. Результаты работы практически используются для упрочнения медных электрических контактов различной электротехнической аппаратуры.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в рецензируемых журналах из перечня ВАК РФ

1. Романов Д.А., Будовских Е.А., Громов В.Е. Рельеф поверхности и структура электровзрывных композиционных поверхностных слоев системы молибден-медь II Поверхность. Рентген., синхротрон, и нейтрон, исследования. -2011.-№ 11.-С. 95-100.

2. Романов Д.А., Будовских Е.А., Громов В.Е. Рельеф поверхности и структура композиционных поверхностных слоев систем W-Cu и Mo-Cu, сформированных электровзрывным способом // Физика и химия обраб. материалов -2011. -№ 5. - С. 51-55.

3. Романов Д.А., Будовских Е.А., Громов В.Е. Рельеф поверхности и структура псевдосплавных покрытий системы молибден-медь, сформированных электровзрывным способом // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2011. -№ 10.-С. 19-21.

4. Формирование электроконтактных поверхностных слоев системы W-C-Cu с использованием модернизированной электровзрывной установки ЭВУ 60/1 ОМ / Д.А. Романов, Ю.Д. Жмакин, Е.А. Будовских и др. // Фундам. проблемы соврем, материаловедения. - 2011. - Т. 8. - № 2. - С. 19-23.

5. Электровзрывное напыление электроэрозионностойких покрытий системы Ti-B-Cu / Д.А. Романов, Е.А. Будовских, A.B. Ионина, В.Е. Громов // Фундам. проблемы соврем, материаловедения. - 2011. - Т. 8. - № 4. С. 60-64.

6. Автоматизированная электровзрывная установка для повышения эксплуатационных характеристик материалов / Ю.Д. Жмакин, Д.А. Романов, Е.А. Бу-довских и др. // Пром. энергетика. - 2011. - № 6. - С. 22-25

7. Опыт и перспективы использования электровзрывной установки ЭВУ 60/10 для модификации поверхности материалов / Д.А. Романов, Е.А. Будовских, Ю.Д. Жмакин, В.Е. Громов // Изв. вузов. Чер. металлургия. - 2011. - № 6. - С. 20-24.

8. Romanov D.A., Budovskikh Е.А., Gromov V.E. Surface Relief and Structure of Electroexplosive Composite Surface Layers of the Molybdenum-Copper System // Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques -2011. - Vol. 5. - No. 6. - P. 1112-1117 (перевод [1]).

9. Анализ особенностей формирования структуры электровзрывных покрытий на границе с основой / С.Г. Молотков, Д.А. Романов, Е.А. Будовских,

A.Ф. Софрошенков // Изв. вузов. Чер. металлургия. - 2012. - № 2. - С. 69-70.

Патенты на изобретения

1. Патент РФ № 2404493 на изобретение «Электротехническое соединительное изделие» / Будовских Е.А., Романов Д.А.; заявл. 14.12.2009; опубл.

20.11.2010. Бюл. № 32. 7 с.

2. Патент РФ № 2422555 на изобретение «Способ электровзрывного нанесения металлических покрытий на контактные поверхности» / Будовских Е.А., Романов Д.А.; заявл. 14.12.2009; опубл. 27.06.2011. Бюл. № 18.7 с.

3. Патент РФ № 2438217 на изобретение «Электрический наконечник» / Романов Д.А., Будовских Е.А., Громов В.Е.; заявл. 18.10.2010; опубл.

27.12.2011. Бюл. №36. 8 с.

4. Патент РФ № 2436863 на изобретение «Способ нанесения псевдосплавного молибден-медного покрытия на медную контактную поверхность» / Будовских Е.А., Громов В.Е., Романов Д.А.; заявл. 02.03.2010; опубл. 20.12.2011. Бюл. № 35. 8 с.

5. Патент РФ № 2436864 на изобретение «Способ нанесения композиционного ламинатного молибден-медного покрытия на медную контактную поверхность» / Будовских Е.А., Романов Д.А., Громов В.Е.; заявл. 01.04.2010; опубл. 20.12.2011, Бюл. №35. 7 с.

Глава в монографии

1. Особенности формирования электровзрывных поверхностных слоев металлов электротехнического назначения / Д.А. Романов, Е.А. Будовских,

B.Е. Громов // Формирование структурно-фазовых состояний металлов и сплавов при электровзрывном легировании и электронно-пучковой обработке / Под ред. В.Е. Громова. - Новокузнецк: Интер-Кузбасс, 2011. С. 41-67.

Изд.лиц. № 01439 от 05.04.2000. Подписано в печать 25 апреля 2012 Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага писчая. Печать офсетная Усл. печ. л. 0,99 Уч. изд. л. 1,10 Тираж 100 экз. Заказ 275

Сибирский государственный индустриальный университет. 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42 Издательский центр СибГИУ

 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Романов, Денис Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

1 УПРОЧНЕНИЕ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ МЕТОДАМИ НАПЫЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ.

1.1 Проблема повышения электроэрозионной стойкости тяжело-нагруженных контактных поверхностей.

1.2 Классификация и технологические особенности методов напыления покрытий.

1.2.1 Детонационно-газовое напыление.

1.2.2 Импульсно-плазменное напыление.

1.2.3 Холодное газодинамическое напыление.

1.2.4 Электровзрывное напыление.

1.3 Исследование структуры, фазового состава, свойств и процессов формирования покрытий с использованием импульсных методов напыления.

1.3.1 Формирование слоя покрытия и его свойства.

1.3.2 Физические особенности методов напыления покрытий

1.3.3 Модельные представления о процессах формирования покрытия при новых методах напыления.

1.4 Цель и задачи исследования.

2 ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Обоснование выбора материалов для проведения электровзрывного напыления.

2.2 Лабораторная электровзрывная установка ЭВУ 60/10.

2.3 Режимы обработки, методы исследования структуры, фазового и элементного состава и свойств электровзрывных покрытий.

3 СТРУКТУРА ЭЛЕКТРОВЗРЫВНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ СИСТЕМ Мо-Си И \У-Си.

3.1 Шероховатость поверхности псевдосплавных покрытий системы Мо-Си.

3.2 Особенности структуры поверхности и поперечных сечений псевдосплавных покрытий системы Мо-Си.

3.3 Шероховатость поверхности псевдосплавных покрытий системы \У-Си.

3.4 Особенности структуры поверхности и поперечных сечений псевдосплавных покрытий системы \V-Cu

3.5 Выводы.

4 ЭЛЕКТРОВЗРЫВНОЕ НАПЫЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННО-СТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ СИСТЕМЫ Т1В2-Си С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОРОШКА Ш2.

4.1 Исследование рельефа поверхности электровзрывных покрытий системы Т1В2-Си.

4.2 Исследование структуры, элементного и фазового состава электровзрывных покрытий системы Т1В2-Си.

4.3 Выводы.

5 СТРУКТУРА ЭЛЕКТРОВЗРЫВНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ СИСТЕМ Мо-С-Си,\У-С-Си И ТьСи-В, СФОРМИРОВАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИНТЕЗА НОВЫХ ФАЗ.

5.1 Особенности рельефа поверхности, структуры, элементного и фазового состава электровзрывных покрытий системы Мо-С-Си и №-С-Си, упрочненных синтезированными карбидами.

5.2 Особенности рельефа поверхности, структуры, элементного и фазового состава электровзрывных покрытий системы ТьВ-Си, упрочненных синтезированными боридами.

5.3 Выводы.

6 СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОВЗРЫВНЫХ ПОКРЫТИЙ НА МЕДНЫХ

КОНТАКТНЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ.

6.1 Испытания на износостойкость.

6.2 Испытания на электроэрозионную стойкость.

6.3 Анализ особенностей формирования структуры электровзрывных покрытий на границе с основой.

6.4 Использование результатов исследований по электровзрывному напылению электроэрозионностойких покрытий.

6.5 Выводы.

 
Введение диссертация по физике, на тему "Формирование структуры, фазового состава и свойств электроэрозионностойких покрытий методом электровзрывного напыления"

Актуальность темы. Для электротехнической промышленности, производящей электрокоммутационную аппаратуру, в первую очередь нужны новые электроэрозионностойкие материалы, поскольку в большинстве случаев именно они определяют характеристики аппаратуры, способность надежно и длительно коммутировать электрический ток [1, 2]. Для материалов электрических контактов характерно сочетание разнообразных, иногда несовместимых для обычных металлов и сплавов требований [3, 4]. Для этих материалов необходимы высокая твердость и тугоплавкость в сочетании с высокими электро- и теплопроводностью, электроэрозионной и коррозионной стойкостью, отсутствием сваривания и мостикообразования.

Реализовать в одном материале многообразный и противоречивый комплекс свойств, которыми должен обладать электроконтактный материал, позволяет использование методов порошковой металлургии. В настоящее время, разработано большое количество электроконтактных материалов для их применения в разнообразных условиях эксплуатации. В состав этих материалов, как правило, входит медь, обладающая высокой электропроводностью, и тугоплавкий компонент с высокой износо- и электроэрозионной стойкостью. Поскольку процесс разрушения материала начинается с его поверхности, для ряда практических применений, например, упрочнения контактных поверхностей средне- и тяжелонагруженных выключателей и коммутационных аппаратов, перспективно формирование защитных покрытий, так как в этом случае важна электроэрозионная стойкость только поверхности контакта, а не всего объема [5, 6]. Для защиты поверхности от электроэрозионного изнашивания используют композиционные материалы на основе псевдосплавов вольфрама или молибдена и меди, карбидов вольфрама или молибдена и меди, а также сплавов на основе боридов титана и меди [3]. Вместе с тем, существующие методы их получения, например, порошковая металлургия, имеют ограниченную область применения. В частности, эти методы не позволяют получать композиционные покрытия на контактных поверхностях с целью защиты их от электроэрозионного изнашивания. Одним из приоритетных направлений физики конденсированного состояния и физического материаловедения является разработка физических основ повышения эксплуатационных характеристик различных материалов. С учетом этого разработка методов модифицирования поверхностных слоев материалов электрических контактов является актуальной задачей развития новых современных технологий.

К перспективным методам формирования таких покрытий относится электровзрывное напыление (ЭВН) импульсными многофазными плазменными струями. В связи с вышеизложенным диссертационная работа представляется актуальной.

Целью работы явилось формирование электроэрозионностойких покрытий методом электровзрывного напыления, изучение их структуры, фазового состава и свойств. Для реализации цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1) разработать методику ЭВН электроэрозионностойких покрытий систем \V-Cu, Мо-Си, \У-С-Си, Мо-С-Си и П-В-Си;

2) установить влияние параметров ЭВН на морфологию поверхностей покрытий, их структуру и фазовый состав;

3) определить износо- и электроэрозионную стойкость напыленных покрытий;

4) провести анализ механизма, обусловливающего взаимодействие формируемых покрытий с основой и единичных слоев покрытия друг с другом;

5) провести испытания напыленных покрытий в условиях эксплуатации.

Объект исследования. Настоящая работа выполнена в рамках общего направления развития научных исследований и практических разработок защиты поверхности путем напыления покрытий с использованием концен6 трированных потоков энергии. Такая обработка проводится различными способами, среди которых можно выделить новые способы напыления [7-27].

Предмет исследования. Для расширения возможной области практического использования электровзрывной обработки поверхности материалов [28], которая среди прочих методов дает возможность реализовывать ЭВН покрытий, предметом исследования являлись особенности ЭВН покрытий электротехнического назначения, в том числе обладающих высокой электроэрозионной стойкостью.

Методологическая и теоретическая основа исследования. При выборе способов упрочнения поверхности металлов и сплавов следует исходить из того, что функциональные свойства поверхностных слоев определяются, прежде всего, особенностями их структуры и фазового состава. Анализ литературных источников показывает, что наибольшего качества покрытий, обладающих низкой пористостью, высокой адгезией с основой, наноструктур-ным состоянием, удается добиться с использованием детонационно-газового, импульсно-плазменного, холодного газодинамического и электровзрывного методов напыления.

Научная новизна. Впервые методами световой и сканирующей электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа и оптической интерферометрии экспериментально исследованы строение, структура, фазовый состав и характеристики топографии поверхности электроэрозионностойких покрытий, сформированных методом ЭВН. Определены параметры формирования композиционной структуры покрытий, среди которых основное внимание уделено размерам структурных составляющих в сформированных покрытиях различных систем. Впервые предложен механизм формирования зоны смешивания на границе покрытие-основа, обусловливающий их адгези-онно-когезионную связь, выполнен анализ физических причин повышения износостойкости в условиях сухого трения и электроэрозионного изнашивания.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

1. Электроэрозионностойкие покрытия, полученные методом ЭВН, обладают комплексом повышенных свойств и использованы с целью упрочнения медных электрических контактов. Износостойкость контактных поверхностей в условиях сухого трения скольжения после ЭВН покрытий увеличивается в 1,7.2,2 раза, электроэрозионная стойкость в условиях искровой эрозии - до 10-ти раз по сравнению с показателями электротехнической меди марки М00.

2. Выявлены закономерности формирования композиционной структуры покрытий, позволяющие целенаправленно выбирать режимы ЭВН, необходимые для получения заданных свойств.

3. Различная электрокоммутационная аппаратура с напыленными методом ЭВН электроэрозионностойкими покрытиями используется в производственной деятельности предприятий ООО «Лазурит», ООО «Сибирские промышленные технологии», ООО «Ремкомплект», ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК», ОАО «Новокузнецкий вагоностроительный завод» и ООО «ВЕСТ 2002».

Достоверность результатов работы определяется корректностью поставленных задач, применением современных приборов и методик физического материаловедения, большим объемом экспериментальных данных, их сопоставлением между собой и с данными других авторов, использованием для их анализа хорошо апробированных теоретических представлений физики конденсированного состояния.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: XVTII и XIX Республиканской научной конференции аспирантов, магистрантов и студентов «Физика конденсированного состояния», Гродно, 2010, 2011; Шестнадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых, Волгоград, 2010; VI Международной конференции «Фазовые превращения и прочность кристаллов», Черноголовка, 2010; 50-й, 51-й Международном научном симпозиуме и конференции «Актуальные проблемы прочности», Витебск, 8

2010, Харьков, 2011; VI Международной научной конференции «Прочность и разрушение материалов и конструкций», Оренбург, 2010; IX и X Международной научно-технической Уральской школе-семинаре молодых ученых-металловедов, Екатеринбург, 2010, 2011; XI и XII Всероссийской молодёжной школе-семинаре по проблемам физики конденсированного состояния вещества, Екатеринбург, 2010, 2011; X Международной конференции «Структурные основы модификации материалов», Обнинск, 2011; XVII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», Томск, 2011; VI Всероссийской молодежной научной конференции «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений», Тольятти, 2011; V Международной школе «Физическое материаловедение», Тольятти, 2011; Вторых московских чтениях по проблемам прочности, Черноголовка, 2011; VI Всероссийской научно-технической конференции «Физические свойства металлов и сплавов», Екатеринбург, 2011; IV Международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов», Москва, 2011; научно-техническом семинаре «Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов», Москва, 2011.

Исследования выполнялись в соответствии с Федеральной целевой программой «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. по гос. контрактам №№ 14.740.11.1154, 14.740.11.0813, 02.740.11.0538 и грантами РФФИ №№ 11-02-91150-ГФЕНа, 11 -02-12091 -офи-м.

Представление результаты работы на конференциях отмечены следующим и наградами: дипломами 2-ой степени за доклады на X и XI Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации», 2010, 2011, Новосибирск; дипломом 1-ой степени за доклад на Всероссийской научной конференции молодых ученых «Современные техника и технологии», 2011, Томск; дипломом победителя I этапа конкурса работ молодых ученых в рамках VI Всероссийской молодежной научной конферен9 ции «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений», г. Тольятти; дипломом победителя отборочного тура Всероссийского конкурса научно-исследовательских работ студентов, аспирантов и молодых ученых по нескольким междисциплинарным направлениям «ЭВРИКА-2011» за научную работу «Электровзрывное напыление нанокомпозитных электр о-эрозионностойких покрытий систем \¥(Мо)-Си, \У{Мо)-С-Си, ТьВ-Си», 2011, Новочеркасск.

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 25-ти работах, в том числе в 12-ти статьях, 9 из которых - в рецензируемых журналах из перечня ВАК РФ, в 6-ти докладах и в тезисах 2-х докладов на конференциях и других научных мероприятиях, 5-ти патентах на изобретения. Получено 4 положительных решения по заявкам на изобретения.

Научные результаты, выносимые на защиту:

1. Методика электровзрывного напыления для формирования на медных контактных поверхностях электроэрозионностойких покрытий систем

Мо-Си, W-C-Cu, Мо-С-Си и ТьВ-Си, обладающих микро- и нанокри-сталлической структурой, низкой пористостью и высокой адгезионно-когезионной связью с основой.

2. Совокупность экспериментальных данных о морфологии поверхности, строении по глубине, структуре и фазовом составе покрытий систем Си, Мо-Си, W-C-Cu, Мо-С-Си и И-В-Си, сформированных для повышения электроэрозионной стойкости и износостойкости.

3. Модель образования зоны смешивания на границе покрытия с основой и между единичными слоями на основе возникновения гидродинамической неустойчивости Кельвина-Гельмгольца.

4. Совокупность экспериментальных данных по повышению электроэрозионной и износостойкости в условиях сухого трения скольжения медных контактных поверхностей при формировании композиционных покрытий систем \V-Cu, Мо-Си, \У-С-Си, Мо-С-Си и ТьВ-Си.

5. Результаты испытаний электровзрывных покрытий в условиях про

10 изводства, показывающие повышение долговечности электрических контактов различной номенклатуры в несколько раз.

Краткое описание структуры диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов, заключения, приложения и списка литературы, включающего 143 наименований. Диссертация содержит 160 страниц, в том числе 81 рисунок и 11 таблиц.

 
Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

7. Результаты работы практически используются для упрочнения медных электрических контактов различной электротехнической аппаратуры.

Таким образом, можно заключить, что представленные в настоящей работе результаты послужат стимулом для дальнейших исследований в области ЭВН электроэрозионностойких покрытий, например для формирования псевдосплавных покрытий систем W-Cu и Mo-Cu с добавлением никеля, а также покрытий системы Al-TiB2.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Возрастающие требования к материалам электрических контактов, работающих в условиях электрической эрозии, вызывают необходимость решения ряда вопросов, основным из которых является повышение экономичности производства контактов и одновременное обеспечение приемлемых эксплуатационных свойств. Эффективным методом решения этой проблемы является напыление электроэрозионностойких покрытий.

Важное место среди известных методов напыления занимают новые методы, такие как импульсные и импульсно-периодические методы, в ряду которых находится ЭВН. Его развитие невозможно без решения новых задач. Применительно к вопросу о формировании электроэрозионностойких покрытий необходимо исследовать способы напыления различных покрытий, в том числе со слоистой структурой двухкомпонентных систем \V-Cu и Мо-Си из несмешивающихся компонентов; с наполненной структурой двухкомпонентных систем \V-Cu, Мо-Си из несмешивающихся компонентов; с наполненной структурой системы Т1В2-Си; с наполненной структурой трехкомпонентных систем \¥-С-Си, Мо-С-Си и Тл-В-Си, упрочненные синтезированными карбидами и боридами. Дать модельное описание физических процессов и явлений, развивающихся на границе покрытия с основой, т.е. ответить на вопросы как, в каких условиях и почему формируется определенное строение границы покрытия с основой. Самостоятельный интерес представляет определение возможных областей использования ЭВН и перспективы его развития. В настоящей работе предпринята попытка ответить на часть из этих вопросов.

 
Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата технических наук, Романов, Денис Анатольевич, Новокузнецк

1. В.П. Мещеряков. Электрическая дуга большой мощности в выключателях.

2. Ч. I. Ульяновск: ОАО «Контактор», 2006. - 344 с.

3. В.П. Мещеряков. Электрическая дуга большой мощности в выключателях.

4. Ч. II. Ульяновск: ОАО «Контактор», 2006. - 429 с.

5. Материаловедение: Учеб. для вузов Арзамасов Б.Н. / под общ. ред. Б.Н.

6. Арзамасова, Г.Г. Мухина. 3-е изд. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 648 с.4. 50 лет порошковой металлургии Беларуси. История, достижения, перспективы / ред. кол.: А.Ф. Ильющенко и др. Минск: ГНУ «Институт порошковой металлургии», 2010. - 632 с.

7. Основы электронно-лучевой технологии получения материалов для электрических контактов. Их структура, свойства. Сообщение 2 / Н.И. Гречанюк, И.Н. Гречанюк, В.А. Осокин и др. // Современ. электрометаллургия. 2006. - № 2. - С. 9-19.

8. Коаксиальный ускоритель Сивкова: пат. 2150652 Рос. Федерация. № 99103985/02; заявл. 14.12.2009; опубл. 10.06.2000, Бюл. № 16.

9. Коаксиальный ускоритель: пат. 2119140 Рос. Федерация. № 97110679/02;заявл. 24.06.1997; опубл. 20.09.1998, Бюл. № 26.

10. Коаксиальный ускоритель: пат. 2183311 Рос. Федерация. № 99122806/02;заявл. 01.11.1999; опубл. 10.06.2002, Бюл. № 16.

11. Коаксиальный ускоритель: пат. 2243474 Рос. Федерация. № 2003124106/02; заявл. 31.07.2003; опубл. 27.12.2004, Бюл. № 36.

12. Герасимов Д.Ю. Электроэрозионный износ канала коаксиального магни-топлазменного ускорителя: Дис. . канд. техн. наук. Томск, 2005. 190 с.

13. Сивков A.A., Герасимов Д.Ю., Цыбина A.C. Электроэрозионная наработка материала в коаксиальном магнитоплазменном ускорителе для нанесения покрытий // Электротехника. 2005. - № 6. - С. 25-33.

14. Сивков A.A., Корольков B.JL, Сайгаш A.C. Нанесение медного покрытия на алюминиевые контактные поверхности с помощью магнитоплазмен-ного ускорителя // Электротехника. 2003. - № 8. - С. 41-46.

15. Герасимов Д.Ю., Цыбина A.C., Сивков A.A. Использование коаксиального магнитоплазменного ускорителя для нанесения медного покрытия на алюминиевую поверхность // Приборы. 2005. - № 6. - С. ЗЗ^Ю.

16. Оборудование «ДИМЕТ» для нанесения металлических покрытий при производстве и ремонте деталей машин / О.Ф. Клюев, А.И. Каширин, Т.В. Буздыгар, A.B. Шкодин // Свароч. пр-во. -2005. № 9. - С. 43-47.

17. Устройство для газодинамического нанесения покрытий и способ нанесения покрытий: пат. 2288970 Рос. Федерация. № 2005115327/02; заявл. 20.05.2005; опубл. 10.12.2006, Бюл. № 34.

18. Портативное устройство для газодинамического нанесения покрытий: пат. 2257423Рос. Федерация. № 2003125602/02; заявл. 21.08.2003; опубл. 10.03.2005, Бюл. №21. 16 с.

19. Устройство для газодинамического нанесения покрытий из порошковых материалов: пат. 2100474 Рос. Федерация. № 96121833/02; заявл. 13.11.1996; опубл. 27.12.1997.

20. Способ газодинамического нанесения покрытий и устройство для его осуществления: пат. 2237746 Рос. Федерация. № 2003100745/02; заявл. 14.01.2003; опубл. 10.10.2004.

21. Способ создания слоистых изделий объемной прерывистой формы: пат. 2038399 Рос. Федерация. № 93027504/02; заявл. 12.05.1993; опубл. 27.06.1995.

22. Способ получения покрытия: пат. 2038411 Рос. Федерация. № 93052071/26; заявл. 17.11.1993; опубл. 27.06.1995.

23. Способ повышения теплоизлучательной способности нержавеющей стали: пат. 2104326 Рос. Федерация. № 96116103/02; заявл. 05.08.1996; опубл. 10.02.1998.

24. Способ получения покрытий: пат. 2109842 Рос. Федерация. № 97109400/02; заявл. 03.06.1997; опубл. 27.04.1998.

25. Способ восстановления изделий: пат. 2166421 Рос. Федерация. № 99126113/02; заявл. 06.12.1999; опубл. 10.05.2001.

26. Способ получения покрытий: пат. 2183695 Рос. Федерация. № 2000122331/02; заявл. 25.08.2000; опубл. 20.06.2002.

27. Способ нанесения покрытий из порошковых материалов: пат. 2195515 Рос. Федерация. № 2001108007/02; заявл. 28.03.2001; опубл. 27.12.2002.с.

28. Способ нанесения покрытий: пат. 2205897 Рос. Федерация. № 2001135048/02; заявл. 26.12.2001; опубл. 10.06.2003.

29. Физические основы электровзрывного легирования металлов и сплавов: моногр. / А.Я. Багаутдинов, Е.А. Будовских, Ю.Ф. Иванов, В.Е. Громов. -Новокузнецк: СибГИУ. -2007. -301 с.

30. Автоматизированная электровзрывная установка для повышения эксплуатационных характеристик материалов / Ю.Д. Жмакин, Д.А. Романов, Е.А. Будовских и др. // Пром. энергетика. 2011. - № 6. - С. 22-25

31. Электротехническое соединительное изделие: пат. 2404493 Рос. Федерация. № 2009146451/07; заявл. 14.12.2009; опубл. 20.11.2010, Бюл. № 32. 7 с.

32. Способ электровзрывного нанесения металлических покрытий на контактные поверхности: пат. 2422555 Рос. Федерация. № 2009146449/02; заявл. 14.12.2009; опубл. 27.06.2011, Бюл. № 18. 7 с.141

33. Электрический наконечник: пат. 2438217 Рос. Федерация. № 2010142630/07; заявл. 18.10.2010; опубл. 27.12.2011, Бюл. № 36. 8 с.

34. Способ нанесения псевдосплавного молибден-медного покрытия на медную контактную поверхность: пат. 2436863 Рос. Федерация. № 2010107718/02; заявл. 02.03.2010; опубл. 20.12.2011, Бюл. № 35. 8 с.

35. Способ нанесения композиционного ламинатного молибден-медного покрытия на медную контактную поверхность: пат. 2436864 Рос. Федерация. № 2010112760/02; заявл. 01.04.2010; опубл. 20.12.2011, Бюл. № 35. 7 с.

36. Романов Д.А., Будовских Е.А., Громов В.Е. Рельеф поверхности и структура электровзрывных композиционных поверхностных слоев системы молибден-медь // Поверхность. Рентген., синхротрон, и нейтрон, исслед. -2011.-№ 11.-С. 95-100.

37. Романов Д.А., Будовских Е.А., Громов В.Е. Рельеф поверхности и структура композиционных поверхностных слоев систем W-Cu и Mo-Cu, сформированных электровзрывным способом // Физика и химия обраб. материалов-2011.-№5.-С. 51-55.

38. Романов Д.А., Будовских Е.А., Громов В.Е. Рельеф поверхности и структура псевдосплавных покрытий системы молибден-медь, сформированных электровзрывным способом // Упрочняющие технологии и покрытия -2011. -№ 10.-С. 19-21.

39. Опыт и перспективы использования электровзрывной установки ЭВУ 60/10 для модификации поверхности материалов / Д.А. Романов, Е.А. Будовских, Ю.Д. Жмакин, В.Е. Громов // Изв. вузов. Чер. металлургия. -2011.-№6. С. 20-24.

40. Электровзрывное напыление электроэрозионностойких покрытий системы Ti-B-Cu / Д.А. Романов, Е.А. Будовских, A.B. Ионина, В.Е. Громов // Фундам. проблемы современ. материаловедения. 2011. - Т 8. - № 4. - С. 60-64.

41. Анализ особенностей формирования структуры электровзрывных покрытий на границе с основой / С.Г. Молотков, Д.А. Романов, Е.А. Будовских, А.Ф. Сафрошенков // Изв. вузов. Чер. металлургия. 2012. - № 2. - С. 6970.

42. Синтез наноразмерных материалов при воздействии мощных потоков энергии на вещество / A.A. Булгаков, Н.М. Булгакова, И.М. Бураков и др. Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН, 2009. - 462 с.

43. Намитоков К.К. Электроэрозионные явления. М.: Энергия, 1978. - 456 с.

44. Хольм Р. Электрические контакты. М.: Госэнергоиздат, 1963. - 208 с.

45. Контакты в электроустановках и электрических аппаратах Электронный ресурс. URL: http.7/electricalschool.info/main/drugoe/376-kontakty-v-j elektroustanovkakh-i.html.

46. Дудина Д.В. Синтез диборида титана в медной матрице и разработка композиционных материалов на основе системы TiB2-Cu: Дис. . канд. хим. наук. Новосибирск, 2004. 116 с.

47. Formation of nanosized metal particles of cobalt, nickel and copper in the matrix of layered double hydroxide / K.A. Taiasov, V.P. Isupov, B.B. Bokhonov et al. // J. Mater. Synth.Proc. 2000. - Vol. 8. - No. 1. - P. 21-27.

48. Способ получения покрытия: пат. 1618778 Рос. Федерация. № 4075078; заявл. 06.06.1986; опубл. 07.01.1991, Бюл. № 1. 2 с.

49. Перечень критических технологий Российской Федерации (утв. Президентом Российской Федерации 7 июля 2011 г.) Электронный ресурс. URL: http://news.kremlin.ru/refnotes/988.

50. Фролов В.А., Поклад В.А., Викторенков Д.В. Технологические особенности методов сверхзвукового газотермического напыления (обзор) // Свароч. пр-во. 2006. - № 11. - С. 38^7.

51. Порошковая металлургия и напыленные покрытия: Учеб. для вузов. / В.Н. Анциферов, Г.В. Бобров, JI.K. Дружинин и др. М.: Металлургия, 1987. -792 с.

52. Харламов Ю.О., Горб JI.JI. Компактная детонационно-газовая установка для нанесения порошковых покрытий // Свароч. пр-во. 1991. - № 1. - С. 18-19.

53. Харламов Ю.О. Газотермическое напыление покрытий и экологичность производства, эксплуатации и ремонта машин // Тяжелое машиностроение. -2000. № 2. - С. 10-13.

54. Харламов Ю.О., Голубничий П.И., Юдицкий С.А. Газотермическое напыление интерметаллидов: 2. Анализ технологических схем получения покрытий // Вестн. Восточноукр. нац. ун-та им. Владимира Даля 2001. -№5 (39).-С. 131-141.

55. Харламов Ю.О., Сундарараджан Г., Цяпа А.Н. Конструктивные особенности детонационных камер сгорания для напыления покрытий // Вестн. Восточноукр. нац. ун-та им. Владимира Даля. 2001. - № 5 (39). - С. 169-178.

56. Харламов Ю.О., Будгьянц H.A. Детонационно-газовые процессы в промышленности. Луганск: Изд-во Восточноукр. гос. ун-та, 1998. - 222 с.

57. Харламов Ю.О., Будгьянц H.A. Физика, химия и механика поверхности твердого тела: Учеб. пособие для вузов. Луганск: Изд-во Восточноукр. гос. ун-та, 2000. - 624 с.

58. Харламов Ю.О. Научные и технологические основы детонационно-газового напыления покрытий: Дис. . д-ра техн. наук. Луганск, 1994. -558 с.

59. Детонационно-газовое напыление композиционных материалов на примере бинарной системы Ti-Al / В.И. Яковлев, В.Ю. Филимонов, A.C. Се-менчина, М.В. Логинова // Ползунов, вестн. 2005. - №4-1. - С. 71-74.

60. Еськов A.B., Яковлев В.И. Измерительная система контроля температурных параметров гетерогенного потока в процессе детонационно-газового напыления СВС-материалами // Ползунов, вестн. 2005. - № 4-1. - С. 96-99.

61. Особенности формирования структуры покрытий из железоуглеродистых сплавов при детонационно-газовом напылении / Ю.О. Харламов, A.B. Шевченко, С.А. Юдицкий и др. // Вестн. Восточноукр. нац. ун-та им. Владимира Даля. 2000. - № 3 (25). - С.244-253.

62. Харламов Ю.О., Борисов Ю.С. Влияние микрорельефа поверхности на прочность сцепления с газотермическими покрытиями // Автомат, сварка. -2001.-№6.-С. 19-26.

63. Воздействие импульсной дейтериевой плазмы на поверхность ванадия и сплава V-4Ga. / Н.П. Апарина, И.В. Боровицкая, В.И. Васильев и др. // Перспектив, материалы. 2003. - № 4. - С. 55—61.

64. Изменение объемных свойств ванадия под воздействием высокотемпературной плотной импульсной дейтериевой плазмы / И.В. Боровицкая, А.И. Дедюрин, Л.И. Иванов и др. // Перспектив, материалы. 2004. - № 2. - С. 44-48.

65. Структура свободной поверхности ванадия после ударного воздействия импульсной высокотемпературной плазмы / Л.И. Иванов, А.И. Дедюрин, И.В. Боровицкая и др. // Перспектив, материалы. 2004. - № 3. - С. 3134.

66. Никитушкина О.Н., Иванов Л.И. Природа изменения морфологииповерхностных слоев ванадия под действием ударных волн //

67. Перспектив, материалы. 2005. - № 5. - С. 57-59.145

68. Воздействие высокотемпературной импульсной дейтериевой плазмы на сплавы системы V-Ga-Si / Л.И. Иванов, А.И. Дедюрин, И.В. Боровицкая и др. // Перспектив, материалы. 2006. - № 1. - С. 36-42.

69. О новых возможностях применения установок плазменный фокус для модифицирования поверхностных слоев материалов / В.Н. Пименов, В.А. Грибков, Л.И. Иванов и др. // Перспектив, материалы. 2003. - № 1. - С. 13-23

70. Взаимодействие импульсных потоков ионов дейтерия и плотной плазмы с материалом трубы из малоактивируемой аустенитной стали в установке плазменный фокус / В.Н. Пименов, Е.В. Демина, С.А. Масляев и др. // Перспектив, материалы. 2007. - № 2. - С. 48-56.

71. Масляев С.А. Тепловые эффекты при импульсном облучении материалов в установке плазменный фокус // Перспектив, материалы. 2007. - № 5. -С. 47-55.

72. Воздействие импульсных потоков плотной дейтериевой и водородной плазмы на ферритные и аустенитные стали в установке плазменный фокус / В.А. Грибков, Е.В. Демина, A.B. Дубровский и др. // Перспектив, материалы. 2008. - № 1. - С. 16-25.

73. Модифицирование поверхностных слоев стальных труб импульсными потоками ионов и высокотемпературной плазмы / Е.В. Демина, Л.И. Иванов, С.А. Масляев и др. // Перспектив, материалы. 2008. - № 5. - С. 41-48.

74. Ударное легирование металлов химически невзаимодействующими с ними элементами при помощи концентрированных импульсных потоков энергии / Л.И. Иванов, А.И. Дедюрин, И.В. Боровицкая и др. // Перспектив, материалы. 2006. - № 5. - С. 79-83.

75. Взаимодействие свинца с железом под действием высокотемпературной импульсной плазмы / Л.И. Иванов, А.И. Дедюрин, И.В. Боровицкая и др. // Перспектив, материалы. 2007. - № 1. - С. 50-53.

76. Высокоадгезионное соединение химически невзаимодействующих металлов при помощи концентрированных импульсных потоков энергии / Л.И. Иванов, А.И. Дедюрин, И.В. Боровицкая и др. // Перспектив, материалы. Спец. вып., сент. 2007. Т. 1. - С. 158-161.

77. Создание медных покрытий на вольфраме с использованием высокотемпературных импульсных плазменных потоков / Л.И. Иванов, И.В. Боровицкая, Г.Г. Бондаренко и др. // Перспектив, материалы.- 2009. № З.-С. 77-81.

78. Сайгаш A.C., Герасимов Д.Ю., Сивков A.A. Нанесение функциональных покрытий на металлические поверхности с помощью гибридного коаксиального магнитоплазменного ускорителя // Изв. Томск, политехи, ун-та. -2005. Т. 308. - № 7 - С. 34-48

79. Сверхглубокое проникание вещества высокоскоростного плазменного потока в металлическую преграду / A.A. Сивков, А.П. Ильин, A.M. Громов, Н.В. Бычин // Физика и химия обраб. материалов. 2003. - № 1. - С. 4248.

80. Сивков A.A. О возможном механизме «сверхглубокого проникания» микрочастиц в твердую преграду // Письма в журн. техн. физики. 2001. - Т. 27.-Вып. 16.-С. 59-64.

81. Тюрин Ю.Н., Жадкевич М.Л. Плазменные упрочняющие технологии. -Киев: Наукова думка, 2008. 216 с.

82. Тюрин Ю.Н., Колисниченко О.В., Цыганков Н.Г. Импульсно-плазменное упрочнение инструмента // Автомат, сварка. 2001. - № 1. - С. 38-44.

83. Влияние параметров разрядного контура плазменно-детонационной установки на газодинамические характеристики импульсных плазменных потоков / М.Л. Жадкевич, Ю.Н. Тюрин, О.В. Колисниченко, В.М. Мазунин // Автомат, сварка. 2006. - № 8. - С. 42^5.

84. Упрочнение и массоперенос при импульсной плазменно-детонационной обработке сталей / А.Д. Погребняк, О.П. Кульментьева, B.C. Кшнякин идр. // Физика и химия обраб. материалов. 2001. - № 2. - С. 40-48.147

85. Структура и свойства покрытий из Al-Ni, нанесенных импульсной плазменной струей на подложку из стали / А.Д. Погребняк, Ю.А. Кравченко, Д.Л. Алонцева и др. // Физика и химия обраб. материалов. 2004. - № 2. - С. 45^9.

86. Структура и свойства А1-Со покрытия, нанесенного высокоскоростной импульсной плазменной струей / А.Д. Погребняк, А.Д. Михалев, В.В. Понарядов и др. // Физика и химия обраб. материалов. 2005. - № 6. - С. 28-31.

87. Погребняк А.Д., Тюрин Ю.Н. Модификация свойств материалов и осаждение покрытий с помощью плазменных струй // Успехи физ. наук. -2005.-Т. 175.-№5.-С. 515-544.

88. Оборудование «ДИМЕТ» для нанесения металлических покрытий при производстве и ремонте деталей машин / О.Ф. Клюев, А.И. Каширин, Т.В. Буздыгар, А.В. Шкодин // Свароч. пр-во. -2005. № 9. - С. 43-47.

89. Основы технологии обработки поверхности материалов импульсной гетерогенной плазмой: Монография / Е.А. Будовских, В.Д. Сарычев, В.Е. Громов, П.С. Носарев, Е.В. Мартусевич. Новокузнецк, СибГИУ, 2002. -170 с.

90. Структура, фазовый состав и свойства титана после электровзрывного легирования и электронно-пучковой обработки: моногр. / Ю.Ф. Иванов, C.B. Карпий, М.М. Морозов и др. Новокузнецк: Изд-во НПК, 2010. -173 с.

91. Создание сплавов Nb-Cu с использованием высокотемпературной импульсной плазмы / Л.И. Иванов, И.В. Боровицкая, Г.Г. Бондаренко и др. // Перспектив, материалы. 2008. - № 2. - С. 76-80.

92. Структура и свойства покрытий из никелевого сплава после плавления электронным пучком / А.Д. Погребняк, В.В. Василюк, Тюрин Ю.Н. и др. // Письма в журн. техн. физики. 2004. - Т. 30. - Вып. 4. - С. 78—85.

93. Структура и свойства твёрдых и сверхтвёрдых нанокомпозитных покрытий / А.Д. Погребняк, А.П. Шпак, H.A. Азаренков, В.М. Береснев // Успехи физ. наук. 2009. - Т. 179. - № 1. - С. 35-64.

94. Тюрин Ю.Н. Совершенствование оборудования и технологий детонационного нанесения покрытий // Автомат, сварка. 1999. - № 5. - С. 13-18.

95. Борисов Ю.С., Тюрин Ю.Н. Упрочняющая обработка деталей высокоэнергетической плазмой. АН Украины. Ин-т электросварки им. Е.О.Патона. Киев, 1992. - 37 с.

96. Упрочнение поверхности стали 40Х плазменно-детонационной обработкой / H.A. Ефимов, Н.П. Коржова, Д.В. Лоцко, Ю.Н. Тюрин // Защит, покрытия на металлах. 1994. - Вып. 28. - С. 14-18.

97. Получение и исследование структуры и свойств плазменно-детонационных покрытий из А1203 / А.Д. Погребняк, Ю.Н. Тюрин, Ю.Ф. Иванов и др. // Письма в журн. техн. физики. 2000. - № 26. - Вып. 21. -С. 53-60.

98. Дуплексная обработка никелевого сплава, нанесенного на подложку из сталиСт.З / А.Д. Погребняк, Ю.Н. Тюрин, В.В. Василюк и др. // Трение и износ. 2004. - Т. 25. - № 1. - С. 71-77.

99. Погребняк А.Д., Тюрин Ю.Н. Импульсно-плазменная модификация свойств поверхности и нанесения покрытий // Успехи физики металлов. -2003. Т. 4. - № 1. - С. 73-77.

100. Модификация поверхностного слоя титановых сплавов импульсно-плазменной обработкой / А.Д. Погребняк, C.B. Соколов, Е.А. Базыль и др. // Физ. и химия обраб. материалов. 2001. - № 4. - С. 49-55.

101. Тюрин Ю.Н., Авдеева Л.И. Импульсно-плазменное упрочнение сплавовна основе титана // Автомат, сварка. 1999. - № 3. - С. 43-47.149

102. Тюляпин А.И., Тюрин Ю.Н., Трайнов А.И. Электролитно-плазменная закалка дисковых пил // Металловедение и терм, обраб. металлов 1998. -№ 1.-С. 9-10.

103. Холодное газодинамическое напыление. Теория и практика. / А.П. Ал-химов, C.B. Клинков, В.Ф. Косарев, В.М. Фомин. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010.-536 с.

104. Научные основы технологии холодного газодинамического напыления (ХГН) и свойства напыленных материалов: моногр. / А.П. Алхимов, В.Ф. Косарев, A.B. Плохов. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. - 280 с.

105. Гуляев П.Ю., Яковлев В.И., Шарлаев Е.В. Математическая модель распространения волны в процессах детонационного нанесения покрытий // Вестн. АлтГТУ им. И.И. Ползунова. 1999 - №2. - С. 36-40.

106. Филимонов В.Ю., Кошелев К.Б., Яковлев В.И. Динамика тепловых процессов при формировании защитных покрытий в технологиях детонаци-онно-газового напыления // Ползунов, вестн. 2005. - № 4-1. - С. 60-63.

107. Получение и исследование наноструктурных детонационных покрытий на деталях машиностроения с использованием механокомпозитов типа TiB2-Cu / B.B. Евстигнеев, В.И. Яковлев, С.И. Гибельгауз и др. // Ползунов. вестн. 2007. - № 4. - С. 71-77.

108. Харламов Ю.О. Влияние скорости капель в момент удара о твердую поверхность на их кристаллизацию // Порошковая металлургия. 1991. - № 8. - С. 23-30.

109. Харламов Ю.О., Харламов М.Ю. Построение математических моделей технологических процессов газотермического напыления покрытий //

110. Вестн. Восточноукр. нац. ун-та им. Владимира Даля. 1999. - № 3 (18). -С. 211-219.

111. Модель истечения импульсной гетерогенной струи из камеры сгорания / Ю.О. Харламов, А.Н. Цяпа, М.Ю. Харламов, О.Н. Друзь // Вестн. Восточноукр. нац. ун-та им. Владимира Даля. № 4 (20). - С. 176-184.

112. Косарев В.Ф. Физические основы холодного газодинамического напыления: Дис. . д-ра физ-мат. наук. Новосибирск, 2003. -292 с.

113. Алхимов А.П., Косарев В.Ф., Папырин А.Н. Газодинамическое напыление. Экспериментальное исследование процесса напыления // Прикладная механика и техн. физика. 1997. - Т. 38. - № 2. - С. 176-183.

114. Алхимов А.П., Клинков C.B., Косарев В.Ф. Натекание сверхзвуковой струи прямоугольного сечения на плоскую преграду // Теплофизика и аэромеханика. 2000. - Т. 7. - № 2. - С. 225-232.

115. Особенности деформирования микрочастиц при ударе о твердую преграду / А.П. Алхимов, А.И. Гулидов, В.Ф. Косарев, Н.И. Нестерович // Прикладная механика и техн. физика. 2000. - Т. 41. - № 1. - С. 204-209.

116. Алхимов А.П., Клинков C.B., Косарев В.Ф. Температура вблизи контактной границы при высокоскоростном соударении микрочастицы с поверхностью // Физ. мезомеханика. 2000. - Т. 3. - № 1. - С. 53-57.

117. Клинков C.B., Косарев В.Ф. Моделирование адгезионного взаимодействия частиц с преградой при газодинамическом напылении // Физ. мезомеханика. 2002. - Т. 5. - № 3. - С. 27-35.

118. Алхимов А.П., Клинков C.B., Косарев В.Ф. Экспериментальное исследование деформации и соединения микрочастиц с преградой при высокоскоростном ударе // Прикладная механика и техн. физика. 2000. - Т. 41. -№2.-С. 47-52.

119. Особенности деформирования микрочастиц при ударе о твердую преграду / А.П. Алхимов, А.И. Гулидов, В.Ф. Косарев, Н.И. Нестерович // Прикладная механика и техн. физика. 2000. - Т. 41. - № 1. - С. 204-209.

120. Алхимов А.П., Клинков C.B., Косарев В.Ф. Течение в сверхзвуковом сопле большого удлинения с прямоугольным сечением // Теплофизика и аэромеханика. 1999. - Т. 6. - № 1. - С. 51-58.

121. Газодинамическое напыление. Исследование плоской сверхзвуковой двухфазной струи / А.П. Алхимов, C.B. Клинков, В.Ф. Косарев, А.Н. Па-пырин // Прикладная механика и техн. физика. 1997. - Т. 38. - № 2. - С. 176-183.

122. Алхимов А.П., Клинков C.B., Косарев В.Ф. Исследование теплообмена сверхзвуковой плоской струи с преградой в условиях газодинамического напыления // Теплофизика и аэромеханика. 2000. - Т. 7. - № 3. - С. 389396.

123. Алхимов А.П., Косарев В.Ф., Папырин А.Н. Газодинамическое напыление. Экспериментальное исследование процесса напыления // Прикладная механика и техн. физика. 1998. - Т. 39. - № 2. - С. 182-188.

124. Алхимов А.П., Клинков C.B., Косарев В.Ф. Исследование взаимодействия двухфазного потока с нагретой поверхностью // Теплофизика и аэромеханика. 1998. - Т. 5. - № 1. - С. 67-73.

125. Перспективные фундаментальные исследования / Л.Г. Коршунов, В.И. Зельдович, А.Э. Хейфец и др. Электронный ресурс. URL: http://impn.imp.uran.ru/UserFiles/File/dostizhenia/Korshunov.pdf.

126. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Гидродинамика. Т. 6. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003.-736 с.

127. Сарычев В.Д., Петрунин В.А., Будовских Е.А. и др. // Изв. вуз. Чер. металлургия. 1991. - № 4. С. 64-67.

128. Образование наноразмерных структур в металлах при воздействии импульсных плазменных струй электрического взрыва / В.Д. Сарычев, Е.С.

129. Ващук, Е.А. Будовских, В.Е. Громов // Письма в журн. техн. физики. -2010. Т. 36. - Вып. 14. - С. 41-48.

130. Калита В.И. Физика, химия и механика формирования покрытий, упрочненных наноразмерными фазами // Физика и химия обраб. материалов. -2005.-№4.-С. 46-57.

131. Андриевский P.A. Нанокомпозиты на основе тугоплавких соединений: состояние разработок и перспективы // Материаловедение. 2006. - № 4.- С. 20-27.

132. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В 3 т.: Т. 1. / под. общ. ред. Лякишева. М.: Машиностроение, 1996. - 992 с.

133. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В 3 т.: Т. 2. / под. общ. ред. Лякишева. -М.: Машиностроение, 1997. 1024 с.

134. Новые материалы / под ред. Ю.С. Карабасова. М.: МИСИС. - 2002. -736 с.

135. Вашуль X. Практическая металлография. Методы приготовления образцов: Пер. с нем. -М.: Металлургия, 1988. 320 с.

136. Энгель Л., Клингеле Г. Растровая электронная микроскопия. Разрушение: Справ, изд.: Пер. с нем. М.: Металлургия, 1986. - 232 с.

137. Сканирующая электронная микроскопия и рентгеноспектральный анализ Книга / Криштал М.М., Лсников И.С., Полунин В.И. и др. М.: «Техносфера», 2009 - 378 с.

138. ГОСТ 27964-88. Измерение параметров шероховатости. Термины и определения. М.: Из-во стандартов, 1988. - 14 с.

139. ГОСТ 2933-83. Испытание на механическую и коммутационную износостойкость. Аппараты электрические низковольтные методы испытаний. .- М.: Изд-во стандартов, 1983. 26 с.

140. Сафонов Л.И., Сафонов А.Л. Электрические прямоугольные соединители. Трение и износ в контактных парах электрических соединителей // Технологии в электрон, пром-сти. 2003. - № 8. - С. 34-39.

141. Бобылев А.В. Механические и технологические свойства металлов: справочник. М.: Металлургия, 1987. - 208 с.