Физико-химические основы повышения эксплуатационной надежности газопламенных покрытий из термопластичных полимеров

Вохидова, Заррина Шарипджоновна

Физико-химические основы повышения эксплуатационной надежности газопламенных покрытий из термопластичных полимеров тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

Вохидова, Заррина Шарипджоновна АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Душанбе МЕСТО ЗАЩИТЫ

2010 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.04 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Физико-химические основы повышения эксплуатационной надежности газопламенных покрытий из термопластичных полимеров»

Автореферат диссертации на тему "Физико-химические основы повышения эксплуатационной надежности газопламенных покрытий из термопластичных полимеров"

На правах рукописи

ВОХИДОВА Заррина Шарипджоновна

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ ГАЗОПЛАМЕННЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ

02.00.04 - Физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Душанбе-2010 г.

003493293

Работа выполнена на кафедре «Материаловедение, металлургические машины и оборудование» Таджикского технического университета имени академика М.С. Осими

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Азизов Рустам Очильдиевич

Официальные оппоненты:

академик Академии наук Республики Таджикистан, доктор химических наук, профессор Ганиев Изатулло Наврузович

доктор технических наук, профессор Кобулиев Зайналобудин Валиевич

Ведущая организация: Таджикский национальный

университет, кафедра «Физическая химия»

Защита диссертации состоится "10" марта 2010 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 047.003.01 при Институте химии им. В.И.Никитина АН Республики Таджикистан по адресу: 734063, г.Душанбе-63, ул.Айни, 299/2.

E-mail: gulchera@list.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института химии им. В.И. Никитина АН Республики Таджикистан

Автореферат разослан "_8_" февраля 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат химических наук

Касымова Г.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние годы во всех промышленно развитых странах интенсивно разрабатываются технологии создания композиционных материалов на основе полимеров и методы нанесения покрытий из них. Полимерные покрытия используются для защиты деталей от коррозии и изнашивания, электрической изоляции и герметизации соединений.

В настоящее время существуют и широко используются самые разнообразные методы нанесения полимерных покрытий, позволяющие формировать покрытия различного значения на поверхностях изделий из материалов практически любой «природы» и конструкциях любой геометрии и размеров. Общим для всех методов является то, что полимер на определенной стадии процесса нанесения покрытия подвергается нагреву до температуры его плавления и выше. В большинстве случаев, это - результат термообработки. Исключением являются некоторые методы нанесения покрытий из растворов, у которых формирование полимерного слоя (реакция полимеризации) происходит без подвода тепла.

Несмотря на значительное количество работ, посвященных введению наноразмерных наполнителей в полимерные композиции, в открытой печати отсутствуют публикации по введению наполнителей в газопламенные полимерные покрытия и какие-либо рекомендации по использованию нанонапол-нителей для повышения физико-химических и физико-механических свойств газопламенных покрытий. Таким образом, известных данных недостаточно, чтобы аргументированно осуществить выбор методов повышения адгезионной прочности, антифрикционных и антикоррозионных свойств полимерных покрытий и обоснованно назначить рациональные режимы их напыленйя.

Исходя из изложенного, целью работы является повышение качёства и эксплуатационной надежности газопламенных полимерных покрытий за счет повышения их физико-химических и физико-механических характеристик путем активации поверхности подложки, модифицирования материала покрытия наноразмерными компонентами и снижения остаточных напряжений в полимерном слое.

В соответствии с поставленной целью решались следующие основные задачи: ^

- исследовать теплофизические свойства газопорошковой струи при распылении полимерного материала;

- провести оценку напряженного состояния в двухслойных изделиях при газопламенном нанесении полимерных покрытий и их эксплуатации;

- разработать методику выбора технологии напыления при формировании газопламенных полимерных покрытий на длинномерных изделиях;

- разработать химические и механические методы активации подложки для повышения адгезионных свойств покрытий; ; .

; т,изучить влияние добавок наноразмерных наполнителей на адгезиойХ ные свойства полимерных покрытий.

Научная новизна работы:

- разработана математическая модель напряженного состояния длинномерного двухслойного цилиндра, учитывающая появление температурных напряжений в цилиндрах из-за имеющегося в них градиента температур на стадии охлаждения и возникновение усадочных напряжений в системе, появляющихся в результате различия термомеханических характеристик материалов цилиндров;

- разработан метод химической обработки, включающий формирование на поверхности подложки фосфатной пленки (соединение Рез(Р04)2) в процессе обработки стальных образцов в фосфатирующем растворе при температуре 348 - 353К в течение 20 - 30 минут для улучшения адгезионной прочности полимерного слоя с металлической подложкой;

- установлено, что между фосфатной пленкой и металлической подложкой существует тесная кристаллохимическая связь: связь пленки Ре3(Р04)2 с металлом подложки Ре осуществляется посредством составляющих ее кристаллов фосфатов, в которых конец тетраэдра иона Р043" связан через атом кислорода с ионом железа металлической поверхности;

- исследованиями процессов структурообразования в полимерах методами дифференциально-термического анализа и термогравиметрии установлено, что при введении в полимерный материал наноразмерных наполнителей наблюдается дополнительное структурирование полимерной матрицы вследствие активного воздействия поверхности наполнителя, диспергированного до наноразмерного состояния, на процесс структурирования композиции на стадии ее формирования.

Практическая ценность работы:

- выполнен анализ напряженного состояния системы «труба - полимерное покрытие», рассматривая в качестве примера длинномерной детали трубу, как элемент динамической системы, рассчитываемый на надежность и, соответственно, учитывая величину и характер действующих на деталь нагрузок в процессе эксплуатации;

- аналитическим путем получено выражение для определения необходимой прочности сцепления полимерного слоя со стальной трубой, эксплуатируемой при повышенных температурах. Предложено расширить температурный интервал работоспособности покрытия за счет снижения коэффициента термического расширения напыляемого полимерного материала;

- разработана методика выбора полимерного покрытия и технология напыления на длинномерные изделия и установлено, что введение наноразмерного модификатора в состав полимерной матрицы существенно повышает износостойкость полимерного композита, что наблюдается при повышенных нагрузках.

Результаты исследований апробированы и внедрены:

- на ремонтных подразделениях ГУПО «Таджиксгекстильмаш» Министерства энергетики и промышленности Республики Таджикистан при восстановлении гальванических ванн;

- в Таджикском техническом университете имени академика М.С. Оси-ми Министерства образования Республики Таджикистан при разработке комплексного модуля НИР по новым материалам, конструкциям и технологиям.

Основные положения, выносимые на защиту:

- результаты теоретических и экспериментальных исследований по определению преимущества методов нанесения полимерных покрытий газопламенным напылением;

- аналитическое выражение определения необходимой адгезионной прочности сцепления полимерного слоя со стальной арматурой, эксплуатирующейся при повышенных температурах;

- результаты химической и механической активации поверхности, в результате которых определена кристаллохимическая связь между фосфатной пленкой и металлической подложкой;

- результаты дифференциально-термического анализа и термогравиметрии процессов структурообразования полимерных материалов с наноразмер-ными наполнителями, способствующих повышению термостойкости композиционного материала, улучшению его физико-химических и физико-технических свойств; 1

- аналитическое выражение решения уравнения теплопроводности для расчета температурного поля длинномерного двухслойного цилиндра," учитывающее температурные напряжения в цилиндрах и возникновение усадочных напряжений в системе «труба - полимерное покрытие»;

- технико-экономическое обоснование применения разработанных покрытий с целью их внедрения в производство.

Достоверность результатов исследований подтверждена: необходимым объемом и повторяемостью экспериментальных данных, полученных в лабораторных и натурных условиях; расчетными данными, полученными при оптимизации моделей теплового баланса деталей на персональном компьютере (ПК); идентичностью результатов теоретических и экспериментальных исследований с помощью лабораторного оборудования и расчетных данных на ПК.

Апробация работы: Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на 1-ой и П-ой Международной научно-практической конференции (НПК) «Перспективы развития науки и образования в XXI веке» (Душанбе, ТТУ, 2005-2007 гг.), 1-ой Международной НПК «Научно-технический прогресс и развитие инженерной мысли в XXI веке» (Худжанд, Худжандский филиал ТТУ имени академика М.С.Осими, 2007 г.), 1-ой, П-ой и Ш-ей Республиканской НПК «Из недр земли до горных вершин» (ГМИТ, Чкаловск, 2007-2009 гг.), Международной конференции, посвященной 60-летию ТГНУ (Душанбе, 2008 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 10 статей, получено 2 малых патента Республики Таджикистан на изобретение. Из печатных работ 2 статьи опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, основных результатов и выводов, списка использованной литературы из 109 наименований и 2 приложений. Общий объем диссертационной работы состоит из 149 страниц компьютерного набора. Основной текст диссертации изложен на 138 страницах, включая 56 рисунков и 13 таблиц.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Методы формирования полимерных покрытий

Из множества существующих методов газотермического напыления (ГТН) газопламенное напыление (ГПН) и плазменное напыление (ПН)) широко применяются в технологии создания полимерных покрытий и представляют собой процесс, основанный на нагреве полимерного материала до пластического состояния и распыления его на изделие - подложку с помощью газовой струи.

1.2. Особенности газопламенного напыления полимерных покрытий

В процессах ГПН в качестве горючего газа, главным образом, используют технический ацетилен ГОСТ 5457-75 и технический пропан ГОСТ 20448 - 80. Реакцию горения в среде кислорода на 1 моль горючего газа можно представить уравнениями:

С2Н2+2,502-> 2С02+Н20+1,3 МДж/г моль; С3Н8+502 -+ ЗС02+4Н20+2,1 МДж/г моль.

В настоящее время разработаны и широко применяются различные типы термораспылителей. Как показал анализ технических характеристик оборудования для газопламенного напыления полимерных порошков, наиболее высокими показателями обладает пропано-воздушный термораспылитель, разработанный Азизовым P.O. и Саидовым М.Х.

Повышение эксплуатационных показателей полимерных покрытий достигается за счет: активации покрываемой поверхности изделия; регулирования температурно-временных условий формирования полимерного покрытия; модифицирования полимерного материала.

1.3. Активация поверхности перед нанесением покрытий

Все методы подготовки поверхности перед нанесением покрытий в зависимости от природы протекающих при этом физико-механических процессов разделяют на механические, химические, физические и комбинированные. На практике, в основном, применяются первые два метода.

Из механических способов наиболее эффективным является дробеструйная обработка. Для подготовки металлических поверхностей перед нанесением на них полимерного покрытия, лучше подходят частицы электрокорунда (А1203) или карбида кремния SiC с размером частиц 0,6 - 1,6 мм.

Химическую подготовку, в зависимости от характера изделия (объекта), применяют до операций механической обработки или после них, а в ряде случаев и вместо них. Ее преимуществом является высокая производительность, недостатком - плохие санитарно-гигиенические условия труда.

Для удаления с поверхности металла ржавчины (окалины) используются методы химического и электрохимического травления с помощью сильно действующих химикатов (кислот), которые за короткое время растворяют дефектный слой. Наибольшее применение получили составы на основе минеральных кислот: серная (НгБО^, соляная (НС1) и ортофосфорная (Н3Р04).

Свойства наносимых полимерных покрытий могут быть существенно улучшены введением в полимеры модифицирующих добавок (наполнителей). Качество полимерного композиционного материала определяется характером распределения частиц наполнителя в полимерной матрице, состоянием границы раздела твердое тело — полимер, адгезией полимера к поверхности частиц наполнителя.

При выборе материала из термопластичных полимеров желательно, чтобы температура стеклования лежала вне рабочего диапазона и диапазона температурного воздействия при изготовлении устройства, что, однако, часто обеспечить не удается. Температура стеклования обычно обозначается Т§. Точное определение температуры стеклования затруднено из-за разброса параметров материалов и применения различных методик. В таблице 1 приведена температура стеклования некоторых полимеров. ;

Таблица 1

Температура стеклования полимеров

Полимер Тё,°С Полимер

Полиэтилен -120 Полиметилметакрилат син-диотактический 115

Полипропилен изотакти-ческий - 10 Полиметилметакрилат изо-тактический 45

Полиизобутилен -70 Полиэтилметакрилат 65

Полистирол атактический 100 Поливинилхлорид 87

Полистирол изотактиче-ский 100 Поликарбонат 150

Полиметилакрилат 3 Полиэтилентерефталат 69

Полиэтилакрилат -24 Полиамид 6 (поликапроамид) 50

Полицинкакрилат 300 Полиамид 6,6 (полигекса-метиленадипамид) 50

В таблице 2 приведены данные по влиянию некоторых наполнителей на прочность соединения покрытий из полиэтилена низкого давления (ПЭНД) с различными подложками.

Установлено, что при модифицировании термопластов (полиэтилен низкого давления (ПЭНД), полиэтилен высокого давления (ПЭВД), полиамид (ПА 6)) малыми добавками (0,001-1,0 мас.%) нанокластеров углеродных продуктов детонационного синтеза размером 10 - 50 нм и удельной поверхностью 300±30 м2/г, реализуется синергетический эффект увеличения прочностных (30-90%), адгезионных (50-300%), триботехнических (1,5-2 раза) характеристик, обусловленный изменением структуры композита. При этом главным фактором, определяющим структурные изменения, является наличие наночастиц с нескомпенсированными электронами, приводящих к упорядочению аморфной фазы композита, изменению степени кристалличности и формированию пространственной сетки лабильных физических связей адсорбционного типа.

Таблица 2

Влияние наполнителей на адгезионную прочность покрытий из ПЭВД

Наполнитель Прочность на отрыв, МПа

дюралюмин Д16Т латунь Л-62 медь М1

Исходный ПЭ 20,0 16,0 18,0

1,5 вес. % А1203 23,5 18,1 20,0

1,5 вес. % ТЮ2 21,5 16,3 18,6

1,5 вес. % Ре203 15,5 10,0 14,8

5 вес. % СиО 18,0 14,0 16,5

1,5 вес. % А1(ОН)3 22,2 18,0 19,3

1,5 вес. % Ре(ОН)3 17,0 12,5 16,0

Глава 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И КИНЕТИКА НАРАСТАНИЯ АДГЕЗИИ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ, НАНЕСЕННЫХ НА ДЛИННОМЕРНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

2.1. Методика измерения адгезии полимерных покрытий

Образцы для определения адгезионной прочности штифтовым методом изготавливались из материала Сталь 45 (ГОСТ 1050-88).

Для обеспечения сопоставимости получаемых значений 0"сц для разных образцов, толщина напыляемых покрытий выдерживалась постоянной и составляла 0,6-0,7 мм. Кроме этого сохранялся постоянным интервал времени между подготовкой поверхности и напылением. Для обеспечения статистической достоверности полученных результатов при проведении испытаний использовалось по пять образцов с покрытиями, нанесенными при одинаковых режимах. Для определения оценок и доверительных интервалов получаемых результатов использовались формулы ГОСТ 11.004-74 «Прикладная

статистика. Правила определения оценок и доверительных границ для параметров нормального распределения».

2.2. Методика проведения триботехнических испытаний полимерных покрытий

Триботехнические испытания проводились на трибометрах АТВП-1 и АТВП-2, работающих по схеме возвратно-поступательного перемещения.

Триботехнические испытания для повышенных нагрузок проводились на машине трения АТВП-2 при максимальной скорости взаимного перемещения = 0,2 м/сек. Измерение величины линейного износа полимерных покрытий проводилось с использованием часового индикатора. Измерение величины весового износа осуществлялось методом взвешивания с использованием аналитических весов АДВ-200М.

2.3. Экспериментальные исследования теплофизических свойств газопорошковой струи

При теплотехнических расчетах принималось, что весь кислород воздуха участвует в реакции горения, проходящей по уравнению: С3Н8 + 502 + 18,8Ы2= ЗС02 + 4Н20 + 18,8 Ы2

Поскольку в дальнейшем состав горючей смеси и условия горения не менялись, экспериментально исследовались тепловые характеристики факела термораспылительной установки.

Как правило, исследование свойств нагретых газовых потоков проводят с помощью зондов различного типа. В данной работе исследования выполнялись с использованием калориметрического зонда методом, позволяющим определить теплоэнергетические параметры многоструйного источника тепловой энергии.

гт <Н

По измеренным — на линеиных участках осциллограмм, полученных ¿х

в ходе экспериментов, рассчитывалась плотность теплового потока в различных точках вдоль оси и по радиусу сечения пламени. В тех же точках пламени измерялось динамическое давление газов (давление торможения) с помощью трубки Пито и жидкостного тягонапоромера.

2.4. Кинетика изменения напряженного состояния двухслойных изделий при нагреве

Наиболее важными для формирования эксплуатационных свойств покрытия и работоспособности изделия в целом являются напряжения, возникающие на стадии охлаждении. Для расчёта напряжений системе «покрытие-основа» принимались следующие допущения: реальное тело аппроксимируется моделью; напряжениями, возникающими при температуре выше Тт материала покрытия, пренебрегаем; при температуре ниже Тт материал покрытия принимается идеально упругим.

Остаточные термические напряжения рассчитываются с учетом распределения температурного поля в изделии в момент, соответствующий переходу от нулевых напряжений в покрытии. В связи с этим, согласно принятой модели, на первом этапе задача состоит в определении температуры по сечению покрытия и основы на стадии охлаждения в момент времени, соответствующий температуре 0,33 Тт на поверхности контакта покрытия и основы.

Рассмотрим линейную осесимметричную задачу теплопроводности для двухслойного цилиндра

=а,

с12Т, (г,Г) | 1 с1Т, (гД')

с!г

с12Т2(г,1') + 1с1Т2(гЛ')

(1)

(2)

а^ г аг

К1(г(Я2, О0

при краевых условиях Т4 (г,1')|,.=о= А, (г), Т2 (г,1')|г»_0=А2 (г), (3)

<П\'(гД с1Т2'(г,1'), _т7гИ|

(4)

(5)

(6)

где, = у-, , 3| и а2 — коэффициенты температуропроводности ма-/ Л1

териалов цилиндров; ^ и ^ - относительные коэффициенты теплообмена между внутренней поверхностью внутреннего цилиндра и внешней поверхностью внешнего цилиндра и средой; ^ и Х2 - коэффициенты теплопроводности материалов цилиндров.

Решение задачи (1)-(6) определяется в классе функций, для которых применимо преобразование Лапласа по переменной I. Применяя к уравнениям (1) и (2), а также к граничным условиям (4)-(6) преобразование Лапласа _ 00

Т(г,р)= |ехр(-р1)т(г,0<и, (7)

с учетом (3) получаем операторные уравнения, которые являются неоднородными уравнениями Бесселя нулевого порядка от действительного аргумента. Решая их с учетом преобразованных граничных условий и возвращаясь затем в область оригиналов, получаем выражения, описывающие распределение температуры в каждом из цилиндров.

Задача по определению внутренних температурных напряжений решалась на основе совместного рассмотрения уравнения равновесия для элементарного объема и уравнений Дюгамеля-Неймана, связывающих напряжения с деформациями.

Для определения температурных напряжений вдали от торцов полых цилиндров достаточно большой длины при условии, что температурное поле является радиапьно симметричным, получаем следующие формулы

( . \ ат, 1 1 1-й, г

г2-Я,

2 Я,

~ Я,

5- /г,(г,/)пЛ- - \TXrjYdr

атЕх 1

1 -у, г2

\тх{г,,)ыг + ¡т^Лаг-т^у

1\п П о

2 1,

I ат.Е 1

1-У,

Я, - Я'п

(8)

атЕ2 1

1 -у2 г2

г2-Я,'

1 *.

«7-^2 1

ат Е

V, к

г2 + /г,2

1-к,

Л2 Я1

\Т2{г,1)Ыг + |г2(г,/)/-йГг - Г2(г,Г>2

\Т2{г,1)гс1г -Т^г^У

(9)

Л2 - Л,2 I

При этом необходимо отметить, что напряжения в цилиндрах не зависят от температуры отсчета Т0[ и Т0;2, а определяются лишь текущими

температурами Т^гд).

Остаточные окружные и осевые напряжения в покрытии являются растягивающими, и по мере увеличения толщины покрытия от 0,5 до 2,0 мм они постепенно снижаются, имея минимальное значение на уровне сгфф= +9,7 МН/м2 и 0^= +4,8 МН/м2, а затем начинают возрастать, принимая при толщине покрытия 5,0 мм значения ащ= +28,6 МН/м2 и оы= +24,3 МН/м2.

2.5. Оценка напряженного состояния поверхности длинномерных

изделий с полимерными покрытиями в процессе эксплуатации

Рассмотрено напряженное состояние системы «труба - полимерное покрытие». Температурные напряжения в трубе с покрытием возникают вследствие различия величин коэффициентов термического расширения материалов трубы и покрытия. Поскольку температура нагрева не превышает 60°С, возникающие при этом напряжения не опасны для материалов трубы и покрытия, но в зоне сцепления они могут быть причиной отслоения.

В результате нагрева трубы с покрытием ее напряженно деформированное состояние является осесимметричным (рис. 16). По граням элемен-

тарного объема при этом в общем случае действуют нормальные напряжения: о> - радиальное, а, - окружное, аг - осевое.

Связь между радиальными ег и окружными деформациями е( с напряжениями выражается с помощью обобщенного закона Гука с учетом температурных составляющих деформаций

' Е Е

г, = аТ

г Е р Е

(10)

Контактные напряжения в зоне сцепления покрытия с трубой определяются из уравнения равновесия трубы. Также будем предполагать, что выполняется гипотеза плоских сечений, то есть в результате температурного воздействия сечения, перпендикулярные оси трубы остаются плоскими.

Следует отметить, что в зоне сцепления покрытия с трубой их радиальные перемещения одинаковы

ит = и„=к. (11)

m кияу

Ш// 7M/t -'1 77/7/ 10 и, 4

/7777

шш л

до температурного I после температурного нагружвния нагрумиия

а) б) в)

Рис. 1. Схематичные изображения трубы с полимерным покрытием (а), осесимметричного напряженного состояния в трубе (б) и деформации трубы при нагреве (в).

Установим связь между радиальными перемещениями и и окружной деформацией с,. Рассмотрим длину окружности, проведенную внутри цилиндра до и после температурного нагружения (рис. 1в).

Длина окружности до роста температуры равна 2яг. После увеличения температуры на AT радиус увеличится на и и длина окружности будет равна 2л (г+ и). Окружная деформация е, находится из выражения

27ifг + и) - 2пг _ и

Отсюда радиальное перемещение и произвольной точки в случае осесимметричной деформации будет связано с окружной деформацией зависимостью и = е,г.

Выполним далее оценку окружных напряжений, для чего рассечем трубу с покрытием горизонтальной плоскостью, проходящей через ее ось. Так же как и в предыдущем случае примем, что окружные напряжения в трубе <г,т и в покрытии а,„ по толщине трубы распределены равномерно. В по-

крытии эти напряжения будут сжимающими, в трубе - растягивающими. Рассматривая равновесие полуцилиндра, получим соотношение

а =ст «л.

о-щ^п = о-„¿т,откуда Я ,п $т • (13)

2.6. Разработка методики выбора технологии напыления и свойств покрытия для длинномерных изделий

Исходя из анализа полученных результатов, была предложена методика выбора свойств полимерного покрытия и технологии напыления на длинномерные детали (рис. 2).

Рис. 2. Последовательность выполнения этапов методики выбора технологии нанесения полимерных покрытий на поверхность длинномерных деталей.

Однако наиболее рациональным путем является снижение коэффициента термического расширения полимерного материала изменением его состава (например, введением неорганических наполнителей - оксидов алюминия, магния или кремния).

Глава 3. ПОВЫШЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОКРЫТИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

3.1. Влияние процесса активации поверхности подложки механической обработкой на адгезию сцепления

Анализ параметров шероховатости поверхности после струйно-абразивной обработки показал, что формируемая поверхность имеет хорошо развитый микрорельеф, характеризуемый достаточно большими высотными параметрами, средними значениями шаговых параметров, малыми радиусами впадин и выступов и достаточно большими углами наклона боковой стороны

профиля. Все это должно обеспечивать надежное сцепление напыленного слоя с основой.

Применение иглофрезерования, а соответственно и обработка металлическими щетками, не позволят достичь уровня прочности сцепления полимерных покрытий, обеспечиваемого струйно-абразивным методом. Для проверки этого предположения были проведены исследования адгезии полимерных покрытий к стальным образцам, поверхность которых была подготовлена обезжириванием, иглофрезерованием, струйно-абразивной обработкой. Струйно-абразивная подготовка поверхности с удельной энергией потока 70150 кДж/(с-м2) и размером частиц 0,8-1,5 мм обеспечивает наибольшие значения адгезии полимерных покрытий (для ПА 6 - ПЭНД = 7,5-7,7 МПа).

3.2. Исследование процесса химической активации напыляемой поверхности

Среди множества методов химической обработки наиболее простым в реализации и достаточно экономичным является фосфатирование. С целью определения рациональной технологии фосфатирования и исследования структуры фосфатных слоев на стальных подложках были использованы следующие составы фосфатирования, содержащие по масс., %: фосфаты металлов 3,0-4,5; водорастворимый фторсодержащий олигомер 0,8-12; соль меди (купорос) - 0,5-3,5; эмульгатор ОП-7 - 0,1-0,2; ускоритель (ЫаР) - 711,5; растворитель (вода) - остальное до 100%.

Обработку стальных образцов проводили при температуре 348-353К. Время обработки варьировали от 5 до 30 минут. После формирования покрытия образец промывали проточной водой и высушивали при свободной циркуляции воздуха при температуре 383К. В качестве подложки для нанесения покрытий использовали сталь 08кп. Исследование особенностей физико-химического состава покрытий проводили традиционными методами рентгеноструктурного анализа, оптической, атомно-силовой микроскопии по общепринятым методикам.

Рентгеноструктурный анализ поверхности металлических образов после обработки в фосфатном растворе показал наличие соединения Ре3(Р04)2 (рис. 3). Дифракционные максимумы, находящиеся в области углов 20 =52°15'; 77°33' - соответствуют соединению Ре3(Р04)2. Образование данного соединения сопровождается выделением водорода, постепенно замещаемого в молекуле Н3Р04 металлом. Сначала возникает первичный фосфат, который взаимодействует с металлом, образуя вторичные и третичные соли, осаждающиеся на его поверхности в виде фосфатной пленки: Ре+2Н3Р04=Н2+Ре(Н2Р04)2;

Ре + Ре(Н2Р04)2= Н2+2РеНР04;

Ре + 2РеНР04 = Н2+Ре3(Р04)2.

Дифракционные максимумы, наблюдаемые на дифрактограммах при углах 20 =99°; 99°30' соответствуют химическому элементу - железу. Увеличение толщины образуемого покрытия приводит к возрастанию интенсивно-

сти дифракционных максимумов для соединения Рез(Р04)2 и снижению интенсивности - для железа.

Между пленкой и металлом, на котором она образовалась, существует тесная кристаллохимическая связь. Связь пленки с основным металлом осуществляется посредством составляющих ее кристаллов фосфатов, в которых конец тетраэдра иона Р043" связан через атом кислорода с ионом железа металлической поверхности.

Для определения адгезионных характеристик полимерных покрытий с фосфатным подслоем, были проведены эксперименты по определению адгезионной прочности полимерного покрытия, полученного на основе ПА 6, модифицированного кластерами ультрадисперсного алмазосодержащего графита в количестве 0,05 мае.

Рис. 3. Рентгенограммы фосфатного покрытия на стали 08кп: а - фосфатное покрытие сформировано в течение 10 минут процесса фосфэтирования; б- фосфатное покрытие сформировано в течение 20 мин.

Помимо исследований адгезии штифтовым методом использовали также методику определения прочности покрытия при ударе (ГОСТ 4765-73). Согласно полученных результатов (рис. 4), наибольшая адгезионная прочность покрытия достигается при использовании фосфатных подслоев, сформированных в течение 20-30 минут в фосфатирующим растворе. Дальнейшее увеличение время выдержки в фосфатирующем растворе не оказывает влияния на адгезионную прочность полимерного покрытия.

Таким образом установлено, что нанесение фосфатных промежуточных слоев позволяет существенно увеличить адгезионные характеристики полимерных покрытий за счет формирования специфического подслоя. Оптимизировано время и толщина фосфатного покрытия, обеспечивающие высокие адгезионные и коррозионные свойства композиционных покрытий, что позволяет отказаться от применения дорогостоящих импортных праймеров.

' У,.......

а>

Рис. 4. Поверхность металлического ролика из стали 08 кп: исходного (а) и обработанного в фосфатирующем растворе в течение 300 с (б), 600 с (в), 18000 с (г), 42000 с (д).

3.3. Влияние добавок наноразмерных наполнителей на процессы структурообразования и адгезию

Изучено влияние наполнителя на термохимические превращения в полимерном композите. В качестве наполнителя использовались ультрадисперсная аламазографитовая шихта АШ-Ш (тип 1) и очищенные ультрадисперные алмазы УДА (тип 2).

Для оперативной и качественной оценки влияния модифицирующих наполнителей на структурные превращения связующего и термические свойства композиций использовали методы дифференциально-термического анализа (ДТА), термогравиметрии (ТГ), а также совмещенного дифференциально-термического и термогравиметрического (ДТГ) анализа с автоматической и одновременной регистрацией ДТА-, ТГ- и ДТГ-кривых. Исследования проводили на дериватографах OD-102 и Q-1500 системы Ф. Паулик, Й. Паулик и JI. Эрдей венгерского оптического завода MOM. Термическому анализу подвергали отдельные компоненты и их композиционные смеси до и после термообработки. При проведении эксперимента соблюдался принцип равной массы.

Исследование фазового состава проводилось с помощью рентгеноструктурного анализа. Рентгеновская съемка полимерных материалов проводилась на дифрактометре ДРОН-3,С) в монохроматизированном СоКа излучении. Измерение твердости полимерных лент проводилось методом Виккерса на твердомере ТП-2 при

нагрузке 98 Н. 3 3 2. Влияние наноразмерных наполнителей

на термохимические превращения в полимерном композите

Анализ данных термических исследований полимерного связующего, наноразмерных наполнителей и композиционных смесей на основе полимерного связующего, модифицированного ультрадисперсными наполнителями, показал следующее. Ход кривых ДТА для композиций «полимерный свя-

зующий - наполнитель» значительно отличается от ДТА-кривых для отдельных компонентов, и они не являются результатом их аддитивного сложения.

С самого начала нагрева в интервале температур 50-100°С наблюдается увеличение тепловыделения, обусловленное физико-химическим процессом взаимодействия наноразмерных наполнителей с полимерным связующим (рис. 5). Процесс формирования композиции протекает в условиях минимальной потери массы по сравнению с самим полимерным связующим. На более глубокие физико-химические превращения полимерного связующего в присутствии наноразмерного наполнителя указывает также тот факт, что ТГ-кривые для композиций полимерного связующего с наноразмерными наполнителями не совпадают с аддитивными (рис. 6).

О влиянии поверхности наноразмерного наполнителя на структурирование полимера на стадии формирования композиции свидетельствуют также и результаты термического анализа готовых композиций при последующем их высокотемпературном (до 500°С) нагреве в инертной среде (аргоне), при котором наблюдается повышение на 25-65°С термостойкости композиций и уменьшение на 11,8-13,4 % потери массы композиции.

SO lOO ISO 200 ZSO Т,»с

Рис. 5. ДТА-кривые шихты АШ-Ш (1), наноалмаза УДА (2), полимерного связующего (3), композиции полимерного связующего с АШ-Ш (4) и композиции полимерного связующего с УДА (5).

Данные термического анализа показали, что при введении в полимерное связующее наноразмерных наполнителей и последующем нагревании композиции, вследствие дополнительного структурирования полимерной матрицы, увеличивается термостойкость композиционного материала. Измененный характер термохимических процессов при формировании композиции с наноразмерным наполнителем позитивно отражается и на других свойствах полимерного композиционного материала.

Несовпадение ТГ-кривой для композиции с аддитивной ТГ-кривой указывает на различия в характере термодеструктивных процессов, что является следствием активного воздействия поверхности наполнителя, диспергированного до наноразмерного состояния, на процесс структурирования композиции на стадии формирования. Подтверждением сказанному служит также тот факт, что при формировании композиции в присутствии недиспергиро-

ванной шихты АШ-Ш с размерами конгломератов 0,2-0,5 мм экспериментальная и аддитивная ТГ-кривые совпадают.

во -

Рис. 6. ТГ - кривые полимерного ненаполненного связующего (1), наполнителя АШ-Ш (2), композиции «наноразмерный наполнитель АШ-Ш - полимерный связующий» (3) и ад дитивная ТГ-кривая (4) (среда - воздух).

3.3.3. Структурообразование и физико-механические свойства полимерных композиционных материалов

Исследовались образцы полимерных композиционных материалов на основе полиамидной матрицы с наноразмерными наполнителями АШ-Ш и УДА. На рис. 7 представлены фрагменты рентгеновских дифрактограмм (СоКа) от поверхностных слоев образцов исследованных полимерных материалов. Можно видеть, что композиционные материалы наряду с полимерной матрицей содержат углеродные наполнители.

Рис. 7. Фрагменты рентгеновских дифрактограмм (СоКа) от поверхностных слоев полимерных композитов с наноразмерным наполнителем в виде ультрадисперсных алмазов (а) и алмазографитовой шихты (б).

Изучено влияние концентрации различного типа наполнителей в полимерном связующем на физико-механические свойства композита. Результаты исследований показали, что введение наноразмерных углеродных наполнителей может быть эффективным с точки зрения повышения прочности при изгибе, ударной вязкости получаемых полимерных композиций (рис. 8).

Адгезия полимерного слоя со стальной основой оценивалась по статической прочности при сдвиге клеевых соединений по ГОСТ 14759-69. Полученные данные позволили сделать предположение, что повышение прочностных показателей обусловлено образованием более прочной связи на границе раздела «связующее - углеродный наполнитель».

О 2 4 С В 10 12 14 11 11 20 22 Сощрхаш г «одифштормк.ч.

а)

■2 0 2 4 6 8 10 12 14 18 18 20 22 Содерхнве модификатора, мае. я.

б)

Рис. 8. Разрушающее напряжение при изгибе (а) и ударная вязкость (б) полимерных композитов на основе полиамида ПА6 в зависимости от содержания наноразмерного наполнителя в виде шихты АШ-Ш (1) и УДА (2) в полимерном связующем.

Представленные данные свидетельствуют о дисперсном упрочнении полимерных композиций, модифицированных наноразмерными углеродными частицами, при этом в композиции с УДА (индекс II) это упрочнение несколько выше по сравнению с композицией, модифицированной алмазографитовой шихтой АШ-Ш (индекс I). Это, вероятно, можно объяснить большим содержанием твердой алмазной фазы в композиции II по сравнению с композицией I.

Испытания на адгезию полимерных покрытий, модифицированных наноразмерными компонентами с основой, проводились для композитов, полученных из порошка сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), модифицированного наноразмерными частицами оксидов алюминия А1203 и циркония ZЮ2.

При испытаниях на адгезию определялось усилие на отрыв цилиндрических образцов из стали СтЗ с площадью основания 1 см, нагретых до 250°С и вплавленных в полимерное покрытие под нагрузкой 300 г в течение 10 мин. Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Приведенные данные показывают, что прочность адгезии покрытий из ^модифицированного СВМПЭ к стали составляет 5,0-5,9 МПа, небольшие добавки в полимер наноразмерного оксида алюминия (10 мас.%) и наноразмерного диоксида циркония (3 мас.%) повышают прочность адгезии композиционного полимерного покрытия в 4-5 раз. По мере увеличения концентрации наноразмерного наполнителя положительное влияние модифицирования снижается. Проведенные исследования подтвердили эффективность использования выбранных модификаторов связующего для повышения физико-механических свойств композиционных полимерных материалов. Таблица 3

Прочность сцепления полимерного слоя с основой

Состав материала покрытия Оадг, МПа

СВМПЭ 5,0-5,9

СВМПЭ-Ю%А120з 24,5-25,0

СВМПЭ-20% А120з 22,7-22,9

СВМПЭ-30%А1203 13,0-14,0

свмпэ-з% гто2 24,2-26,1

свмпэ-з%гю2-ю% А12о3 24,3-26,2

СВМПЭ-3% гЮг-20% А120з 16,1-16,5

свмпэ-з%гю2-зо% аьо3 8,5-8,0

3.3.4. Триботехнические свойства полимерных композиционных материалов

Проводилось сравнительное исследование износостойкости композиционных полимерных материалов на основе полиамида ПА6 при трении в среде смазочного материала Литол-24 при давлении испытаний Р=10 МПа и Р=20 МПа.

Определено, что в условиях граничного трения при удельной нагрузке 10 МПа введение наноразмерного модификатора практически не сказывается на интенсивности изнашивания поверхности трения полимерного композита.

Испытания на сухое трение проводилось на полимерных композитах, изготовленных из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), модифицированного наноразмерными частицами оксидов алюминия А120з и циркония ТхОг с добавкой оксида хрома Сг203 микронного размера.

Результаты испытаний показали, что модифицирование композиционного покрытия СВМПЭ+Сг20з добавками наноразмерных оксидов алюминия и диоксида циркония повышает износостойкость покрытия в 8-15 раз.

Определение несущей способности полимерного слоя оценивалось по ширине дорожки трения, вырабатываемой на плоской колодке с покрытием стальным валом (роликом) при различных нагрузках. Результаты, приведенные на рис. 9, показывают, что модифицирование покрытия СВМПЭ+Сг203 диоксидом циркония начинает положительно сказываться при нагрузках свыше 20 Н и становится тем более существенным при более высоких нагрузках. При высоких нагрузках материал немодифицированного покрытия в процессе фрикционного контакта начинает пластифицироваться,

и на покрытии обнаруживается более широкая дорожка трения, а при нагрузке порядка 100 Н полимерный слой практически полностью выдавливается из-под ролика, в то время как покрытие СВМПЭ+Сг203+3 мас.'^Юг выдерживает нагрузку свыше 140 Н.

у 4 5 2.

%Л

I м

ч........

82301) : .1(1800

Рис. 9. Зависимость ширины дорожки трения на полимерном покрытии от нагрузки: I- покрытое СВМПЭ+Сг203; 2 - покрытие СВМПЭ+Сг203+3 мас.%гЮ2

3.4. Экономическая эффективность применения результатов исследований

Ожидаемый экономический эффект от внедрения указанных разработок, за счет повышения эксплуатационных характеристик двухслойных длинномерных труб на ГУПО «Таджиктекстильмаш» Министерства энергетики и промышленности Республики Таджикистан к 2009 году составил 5,2 - 5,8 тыс. у.е.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Выявлено, что из широкого спектра известных методов нанесения полимерных покрытий газопламенное напыление относится к числу наиболее удобных и универсальных методов благодаря ряду факторов, таких как экономичность и простота реализации, возможность получения покрытий из различных полимерных материалов, а также высокие эксплуатационные характеристики получаемых покрытий.

2. Анализ влияния режимов струйно-абразивной подготовки поверхности на величину адгезии напыляемых полимерных покрытий с подложкой показал, что максимальные значения прочности сцепления (для ПА 6 - ПЭНД = 7,5-7,7 МПа) обеспечиваются после обработки поверхности струей корунда с удельной энергией потока 70-150 кДж/с-м2, соответствующей струйно-абразивной обработке частицами корунда размером 0,8-1,5 мм с дистанции 70-90 мм.

Fe3(P04)2) в процессе обработки стальных образцов в фосфатирующем растворе при температуре 348-353К в течение 20-30 минут.

4. Показано, что зависимость шероховатости фосфатной пленки от длительности обработки в разработанном растворе имеет степенной характер. При достижении значений шероховатости фосфатных слоев порядка 200 нм формируется высокоразвитая шероховатость, обусловливающая полное смачивание поверхности подложки расплавленным полимером и обеспечивающая максимальное значение силы адгезии (7-8 МПа), и повышение антикоррозионных свойств.

6. Установлено, что наноразмерные наполнители повышают прочность и твердость полимерных материалов и покрытий. В частности, введение в полиамид ПА6 4-6 мас.% модификатора в виде шихты АШ-Ш повышает адгезию полимерного слоя с стальной подложкой с 0,8-1,0 МПа до 5-6 МПа, увеличивает предел прочности полимерного композита при изгибе в 1,9-2,0 раза и ударную вязкость на 60-70%, при этом твердость композиции повышается с ЯК,о = 230 МПа до HVl0 = 480-500 МПа.

7. Ожидаемый экономический эффект от внедрения указанных разработок, за счет повышения эксплуатационных характеристик двухслойных длинномерных труб, на ГУПО «Таджиктекстильмаш» Министерства энергетики и промышленности Республики Таджикистан к 2009 году составил 5,2 -5,8 тыс. у.е.

Основные результаты диссертации изложены в следующих публикациях:

1. Устройство для нанесения газопламенного напыления полимерных порошков / Азизов P.O., Саидов М.Х., Белоцерковский М.А., Вохидова З.Ш., Мирзоев А.Н. // Малый патент № TJ 89. Зарегистр. в Гос. реестре изобретений Республики Таджикистан 16.10.2007 г. (Бюл. №48).

2. Азизов P.O., Саидов М.Х., Белоцерковский М.А. Вохидова З.Ш. Разработка оборудования для термоструйного нанесения полимерных покрытий, исключающего деструкцию напыляемого материала // Известия АН РТ. - 2007. -№ 2 (127). -С.61-72.

3. Азизов P.O., Рахматов М.Р., Назаров Х.М., Вохидова З.Ш. Эксплуатационные свойства композиционных покрытий // Известия АН РТ. - 2007. -№ 3 (128).-С.64-68.

4. Комбинированный способ получения газотермического покрытия из композиционных материалов / Азизов P.O., Рахматов М.Р., Ходжаев Т.А., Вохидова З.Ш. // Малый патент № TJ 161. Зарегистр. в Гос. реестре изобретений Республики Таджикистан 07.07.2008 г. (Бюл. №51).

5. Азизов P.O., Саидов М.Х., Вохидова З.Ш. Газопламенное напыление порошковых материалов и исследование физико-механических свойств покрытий / Ма-

Материалы III Международной НПК «Перспективы развития науки и образования в XXI веке». -Душанбе: ТТУ, 2008. -С.219-222.

6. Белоцерковский М.А., Азизов P.O., Саидов М.Х., Вохидова З.Ш. Полимерные порошковые материалы для газопламенного напыления и методики исследования покрытий / Материалы III Международной НПК «Перспективы развития науки и образования в XXI веке». -Душанбе: ТТУ, 2008. -С.224-227.

7. Азизов P.O., Саидов М.Х., Вохидова З.Ш. Влияние состава горючей смеси на адгезию покрытий // Вестник ТТУ. -2008. -№2. -С.30-33.

8. Белоцерковский М.А., Азизов P.O., Саидов М.Х., Вохидова З.Ш. Анализ процесса нагрева полимерной частицы в факеле термораспылителя // Вестник ТТУ. -2008. -№3. -С.39-43.

9. Азизов P.O., Саидов М.Х., Вохидова З.Ш. Улучшение технологии термоструйных методов формирования защитных полимерных покрытий // Вестник ТТУ. -2008. -№3. -С.44-47.

10. Азизов P.O., Саидов М.Х., Вохидова З.Ш. Исследование структурных изменений и коррозионной стойкости напыленных покрытий / Материалы Международной НПК, посвященной 60-летию ТГНУ. -Душанбе: ТГНУ, 2008. -С.57-59.

11. Вохидова З.Ш., Азизов P.O., Рахматов М.Р. Повышение качества газопламенных покрытий термопластичных полимеров модифицированием полимерных материалов // Вестник ТТУ. -2009. -№1(5). -С.20-24.

12. Азизов P.O., Вохидова З.Ш., Ходжаев Т.А. Исследование триботехниче-ских свойств полимерных композиционных покрытий / Материалы Республиканской научно-практической конференции «Национальное единство - источник науки и техники» - Чкаловск, 2009. -С.72-78.

Разрешено к печати 27 января 2010 г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Гарнитур Times New Roman. Заказ №34. Тираж 100 экз.

Отпечатано в ООО «Собириён», Республика Таджикистан, г.Душанбе, пр. Рудаки-37.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Вохидова, Заррина Шарипджоновна

--ВВЕДЕНИЕ^™.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Методы формирования полимерных покрытий.

1.2. Особенности газопламенного напыления полимерных покрытий.

1.3. Активация поверхности перед нанесением покрытий.

1.3.1. Механические методы подготовки поверхности.

1.3.2. Химические методы подготовки поверхности.

1.3.3. Кинетика изменения температурно-временных условий формирования полимерного покрытия.

1.3.4. Модифицирование полимерных материалов.

1.4. Цель и задачи исследования.

1.5. Выводы по первой главе.

Глава 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И КИНЕТИКА НАРАСТАНИЯ АДГЕЗИИ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ, НАНЕСЕННЫХ НА ДЛИННОМЕРНЫЕ ИЗДЕЛИЯ.

2.1. Методика измерения адгезии полимерных покрытий.

2.2. Методика проведения триботехнических испытаний полимерных покрытий.

2.3. Экспериментальные исследования теплофизических свойств газопорошковой струи.

2.4. Кинетика изменения напряженного состояния двухслойных изделий при нагреве.

2.4.1. Постановка задачи расчета температурных напряжений.

2.4.2. Кинетика изменения температурного поля при охлаждении двухслойного бесконечного полого цилиндра. 71

2.4.3. Кинетика изменения температурного напряжения в двухслойном бесконечном полом цилиндре.Т7.

2.4.4. Температурные напряжения в системе «покрытие-основа».

2.5. Оценка напряженного состояния поверхности длинномерных изделий с полимерными покрытиями в процессе эксплуатации.

2.6. Разработка методики выбора технологии напыления и свойств покрытия для длинномерных изделий. 97

2.7. Выводы по второй главе.

Глава 3. ПОВЫШЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОКРЫТИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

3.1. Влияние процесса активации поверхности подложки механической обработкой на адгезию сцепления.

3.2. Исследование процесса химической активации напыляемой поверхности.

3.3. Влияние добавок наноразмерных наполнителей на процессы структурообразования и адгезию.

3.3.1. Методика исследования структуры полимерных композитов.

3.3.2. Влияние наноразмерных наполнителей на термохимические превращения в полимерном композите.

3.3.3. Структурообразование и физико-механические свойства полимерных композиционных материалов.

3.3.4. Триботехнические свойства полимерных композиционных материалов.

3.4. Экономическая эффективность применения результатов исследования.

3.5. Выводы по третьей главе.

Введение диссертация по химии, на тему "Физико-химические основы повышения эксплуатационной надежности газопламенных покрытий из термопластичных полимеров"

Актуальность темы. В последние годы во всех промышленнсгразви--тых странах интенсивно разрабатываются технологии создания композиционных материалов на основе полимеров и методы нанесения покрытий из них. Полимерные покрытия используются для защиты деталей от коррозии и изнашивания, электрической изоляции и герметизации соединений.

В настоящее время существуют и широко используются самые разнообразные методы нанесения полимерных покрытий, позволяющие формиро-. вать покрытия различного значения на поверхностях изделий из материалов практически любой «природы» и конструкциях любой геометрии и размеров. Общим для всех методов является то, что полимер на определенной стадии, процесса нанесения покрытия подвергается нагреву до температуры его плавления и выше [1-4, 10, 13, 27, 97]. В большинстве случаев это является результатом термообработки. Исключением являются некоторые методы нанесения покрытий из растворов, у которых формирование полимерного слоя (реакция полимеризации) происходит без подвода тепла[6, 61].

Несмотря на значительное количество работ, посвященных введению^ наноразмерных наполнителей в полимерные композиции, в открытой печати отсутствуют публикации по введению наполнителей в газопламенные полимерные покрытия и какие-либо рекомендации по использованию нанонапол--нителей для повышения физико-химических и физико-механических свойств газопламенных покрытий. Таким образом, известных данных недостаточно, чтобы аргументировано осуществить выбор методов повышения адгезионной прочности, антифрикционных и противоизносных свойств полимерных покрытий и обоснованно назначить рациональные режимы их напыления.

Исходя из изложенного, целью работы является повышение качества и. эксплуатационной надежности газопламенных полимерных покрытий за счет увеличения их физико-химических и физико-механических характеристик путем активации поверхности подложки, модифицирования материала по-крытия наноразмерными компонентами и снижения остаточных напряжений в полимерном слое.

В соответствии с поставленной целью решались еледующиеГосновные~ задачи:

- исследовать теплофизические свойства газопорошковой струи при распылении полимерного материала;

- разработать химические и механические методы активации подложки-для повышения адгезионных свойств покрытий;

- изучить влияние добавок наноразмерных наполнителей на- адгезионные свойства полимерных покрытий

Научная новизна работы:

- разработан метод химической обработки, включающий формирование на поверхности подложки фосфатной пленки (соединение Fe3(P04)2) в процессе обработки стальных образцов в фосфатирующем растворе при температуре 348 - 353К в течение 20 - 30 минут для улучшения адгезионной прочности полимерного слоя с металлической подложкой.

- установлено, что между фосфатной пленкой и металлической подложкой существует тесная кристаллохимическая связь: связь пленки Рез(Р04)г с металлом подложки Fe осуществляется посредством составляющих ее кристаллов фосфатов, в которых конец тетраэдра иона РО43" связан через атом кислорода с ионом железа металлической поверхности.

- исследованиями процессов структурообразования в полимерахмёто-дами дифференциально-термического анализа и термогравиметрии установлено, что при введении в полимерный материал наноразмерных наполнителей наблюдается дополнительное структурирование полимерной матрицы вследствие активного воздействия поверхности наполнителя, диспергированного до наноразмерного состояния, на процесс структурирования композиции на стадии ее формирования.

Практическая ценность работы:

- аналитическим путем получено выражение для определения необходимой прочности сцепления полимерного слоя со стальной трубой, эксплуатируемой при повышенных температурах. Предложено расширить температурный интервал работоспособности покрытия за счет снижение коэффициента термического расширения напыляемого полимерного материала.

Результаты исследований апробированы и внедрены:

- в ремонтных подразделениях ГУПО <<Таджиктекстильмаш>> Министерства энергетики и промышленности Республики Таджикистан при восстановлении гальванических ванн;

Основные положения, выносимые на защиту:

- разработанное оборудование для газотермического напыления (ГТН) полимерных порошков с коэффициентом использования материала не менее 0,85:

- аналитическое выражение решения уравнения теплопроводности для расчета температурного поля длинномерного двухслойного цилиндра, учитывающее температурные напряжения в цилиндрах и возникновение усадочных напряжений в системе «труба - полимерное покрытие»;

- технико-экономическое обоснование применения разработанных покрытий с целью их внедрения в производство.

Достоверность результатов исследований подтверждена: необходимым объемом и воспроизводимостью экспериментальных данных, полученных в лабораторных и натурных условиях; расчетными данными, полученными при оптимизации моделей теплового баланса деталей на персональном компьютере (ПК); идентичностью результатов теоретических и экспериментальных исследований с помощью лабораторного оборудования и расчетных данных на ПК.

Апробация работы: Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на 1-ой и П-ой Международной научно-практической конференции (НПК) «Перспективы развития науки и образования в XXI веке» (г.Душанбе, ТТУ, 2005-2007 гг.), 1-ой Международной НПК «Научно-технический прогресс и развитие инженерной мысли в XXI веке» (г.Худжанд, Худжандский филиал ТТУ им. академика М.С.Осими, 2007 г.), I-ой, П-ой и Ш-ей Республиканской НПК «Из недр земли до горных вершин» (ГМИТ, г.Чкаловск, 2007-2009 гг.), Международной конференции, посвященной 60-летию ТГНУ (г.Душанбе, 2008 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 10 статей, получены 2 малых патентов Республики Таджикистан на изобретение. Из печатных работ 2 статьи опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, основных результатов и выводов, списка использованной литературы из 109 наименований и 2 приложений. Общий объем диссертационной работы состоит из 163 страниц компьютерного набора. Основной текст диссертации изложен на 147 страницах, включая 56 рисунков и 17 таблиц.

Заключение диссертации по теме "Физическая химия"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Выявлено, что из широкого спектра разработанных методов нанесения полимерных покрытий газопламенное напыление относится к числу наиболее удобных и универсальных методов благодаря ряду факторов, таких как экономичность и простота реализации, возможность получения покрытий из широкого спектра полимерных материалов, а также высокие эксплуатационные характеристики получаемых покрытий.

2. Анализ влияния режимов струйно-абразивной подготовки поверхности на величину адгезии напыляемых полимерных покрытий с подложкой показал, что максимальные значения прочности сцепления (для ПА 6 -ПЭНД = 7,5-7,7 МПа) обеспечиваются после обработки поверхности струей У корунда с удельной энергией потока 70-150 кДж/(с-м~), соответствующей струйно-абразивной обработке частицами корунда размером 0,8-1,5 мм с дистанции 70-90 мм.

3. Для повышения адгезии полимерного слоя к металлической подложке разработан метод химической обработки, включающий формирование на поверхности подложки фосфатной пленки (соединение Fe3(P04)2) в процессе обработки стальных образцов в фосфатирующем растворе при температуре 348-353К в течение 20-30 минут.

5. Исследования методами дифференциально-термического анализа и термогравиметрии процессов структурообразования в полимерах показали, что при введении в полимерный материал наноразмерных наполнителей наблюдается дополнительное структурирование полимерной матрицы вследствие активного воздействия поверхности наполнителя, диспергированного до наноразмерного состояния, на процесс структурирования композиции на стадии ее формирования. Модифицирование полимерного материала введением в его состав наноразмерных наполнителей способствует повышению термостойкости композиционного материала, его физико-химических, физико-механических и триботехнических свойств.

7. Ожидаемый экономический эффект от внедрения указанных разработок за счет повышения эксплуатационных характеристик двухслойных длинномерных труб на ГУПО «Таджиктекстильмаш» Министерства энергетики и промышленности Республики Таджикистан к 2009 году составил 5,2 -5,8 тыс. у.е.

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата технических наук, Вохидова, Заррина Шарипджоновна, Душанбе

1. Азизов P.O., Саидов М.Х., Белоцерковский М.А. Вохидова З.Ш. Разработка оборудования для термоструйного нанесения полимерных покрытий, исключающего деструкцию напыляемого материала. -Известия АН РТ. -2007. -№2(127). -С.61-72.

2. Азизов P.O., Саидов М.Х. Экспериментальные исследования тепло-физических параметров факела и определение производительности процесса напыления. -Известия АН РТ. -2008. -№ 2(131). -С.37-44.

3. Азизов P.O., Саидов М.Х., Вохидова З.Ш. Влияние состава горючей смеси на адгезию покрытий. -Вестник ТТУ. -2008. -№2. -С.30-33.

4. Азизов P.O., Саидов М.Х., Вохидова З.Ш. Улучшение технологии термоструйных методов формирования защитных полимерных покрытий. — Вестник ТТУ. -2008. -№3. -С.44-47.

5. Бартенев Г.М., Жорник А.И. Температурные напряжения в полом цилиндре конечной длины // Инженерно-физический журнал, 1972. -Т. 22, № 4.-С. 740-741.

6. Белоцерковский М.А., Азизов P.O., Саидов М.Х., Вохидова З.Ш. Анализ процесса нагрева полимерной частицы в факеле термораспылителя. — Вестник ТТУ. -2008. -№3. -С.39-43.

7. Белоцерковский М.А., Федаравичус А.В. Повышение адгезии защитных покрытий из вторичных полимеров // Сварка и родственные технологии. -2001. №4. - С.94-97.

8. Белоцерковский М.А., Федаравичус А.В. Разработка технических средств для газопламенного напыления полимерных покрытий // Машиностроитель. 2002. - №12. - С.13-15.

9. Белоцерковский М.А., Технологии активированного газопламенного напыления антифрикционных покрытий, Монография, Мн, 2004, 200с.

10. Белый В.А., Довгяло В.А., Юркевич О.Р. Полимерные покрытия. -Мн, 1976.-416 с.

11. Бенуэл. К. Основы молекулярной спектроскопии. М.: Мир, 1985.384с.

12. Брацыхин Е.А., Шульгина Э.С. Технология пластических масс. -Л.: Химия,- 1982.-328 с.

13. Вадас Э. Изготовление и ремонт машин с пластмассовым покрытием. Пер. с венг. С.П. Шевякова; Под ред. А.Л. Левина. — М.: Машиностроение, 1986.- 320 с.

14. Витязь П.А., Азизов P.O. Белоцерковский М.А. Упрочнение газотермических покрытий. -Минск: Бестпринт, 2004 г. 192 с.

15. Витязь П.А., Белоцерковский М.А., Гоман A.M. Методология выбора технологии нанесения покрытий при восстановлении, упрочнении и защите деталей // Весщ НАЛ Беларуси. Сер. ф!з.-тэхн. навук. 2005. - №4. - С. 5 -12.

16. Газотермическое напыление: учеб. Пособие / кол. Авторов; под общей ред. Л.Х. Балдаева. М.: Маркет ДС, 2007. - 344 с.

17. Гарбер М.И. Прогрессивные методы подготовки поверхности // Журнал Всесоюзного химического общества. 1980. - Т.25. - №2. — С. 129 -137.

18. Геминов В.Н., Поляков В.Н., Тупикин Е.И., Шилов В.И., Макаров А.Н. Применение полимерных и металлических покрытий для защиты оборудования, работающего в агрессивных газовых средах //Физика и химия обработки поверхности .1990.-ЖЗ- С. 63-68.

19. Говорин Е.В. Газопламенное напыление из порошков. — М.: ЦИН-ТИХИМНЕФТЕМАШ, 1981. -46 с.

20. Говорин Е.В., Морозов М.Е. Установка газопламенная для напыления легкоплавких порошковых материалов УГПЛ // Сварочное производство, №10.- 1981.-С. 21.

21. Гольдман А .Я. Прочность конструкционных пластмасс. — JL: Машиностроение, 1979. — 320 с.

22. Горелка для газопламенного напыления легкоплавких порошковых материалов / Белоцерковский М.А., Пунтус И.Л., Федаравичус А.В. // Патент РБ на полезную модель № 223 . Опубл. 30.12.2000 г.

23. Даниленко, В.В. Синтез и спекание алмаза взрывом / В.В. Дани-ленко. М.: Энергоатомиздат, 2003. - 272 с.

24. Демидов С.П. Теория упругости. -М.: Высшая школа, 1979. 432 с.

25. Довгяло А.В., Юркевич О.Р. Композиционные материалы и покрытия на основе дисперсных полимеров. Технологические процессы. Мн.: Навука i тэхшка, 1992. - 256 с.

26. Довнар В.Н., Конопляник А.И. Влияние наполнителей на физико-механические характеристики антикоррозионных покрытий // Весщ НАН Б, сер. Ф1з.-тэхн. Навук. 2002. - №2. - С.20-22.

27. Долматов, В.Ю. Ультрадисперсные алмазы детонационного синтеза: получение, свойства, применение /В.Ю. Долматов. С.-Петербург: Изд-во СПбГПУ, 2003. - 344 с.

28. Дорожкин Н.Н., Жорник А.И., Жорник В.И. Оценка влияния вида-нагрева на распределение температуры в системе «покрытие-основа» // Известия АН БССР, сер. физ.-техн. наук, 1985, №1. С. 118-122.

29. Дорожкин Н.Н., Жорник А.И., Жорник В.И. Расчет температурных напряжений при нанесении покрытий на цилиндрические детали // Известия АН БССР, сер. физ.-техн. наук, 1985, №4. С.117-124.

30. Дорожкин Н.Н., Шипай А.К., Белоцерковский М.А. Исследование температурных характеристик газового пламени // Достижения в области технологии газотермических покрытий и методов их диагностики: Труды конф.-Апатиты, 1989-С. 99-107.

31. Дубасов A.M., Кудинов В.В., Шоршоров М.Х. Термическое взаимодействие частиц с подложкой при нанесении покрытий напылением // Физика и химия обработки материалов. 1971. - № 6. - С. 29-34.

32. Защита металлических сооружений от подземной коррозии: Справочник / Стрижевский И.В., Зиневич A.M., Никольский К.К. 2-е изд. -М: Недра, 1981.-293 с.

33. Зверев А.И., Шаривкер С.Ю., Астахов Е.А. Детонационное напыление покрытий. JL: Судостроение, 1979. — 252 с.

34. Ильющенко, А.Ф. Формирование износостойких плазменных покрытий на основе композиционных самосмазывающихся материалов / А.Ф. Ильющенко, В.А. Оковитый, А.И. Шевцов. Минск: Бестпринт, 2005. - 253 с.

35. Инфракрасная спектроскопия полимеров / Под ред. И. Деханта. -М.: Химия, 1976.-472 с.

36. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия. -1969.-440 с.

37. Исследование свойств полиолефинов, модифицированных углеродными наполнителями / Е.П. Булдык, О.М. Касперович, А.А. Скаскевич // Материалы, технологии, инструменты . 1999. - №3. - С. 64-66.

38. Караваев М.Г., Кукареко В.А. Автоматизированный трибометр с возвратно-поступательным движением // В сб. мат. межд.научно-технич.конф. Надежность машин и технических систем. Минск, 16-17 окт. 2001, Т.1.-С. 37-39.

39. Карташов Э.М. Аналитические методы в теплопроводности твердых тел. М.: Высшая школа, 1984. - 415 с.

40. Кербер M.JL Модифицирование полимерных материалов в ходе их переработки // Пластические массы 1971.-№5. - С.59-66.

41. Колтунов М.А., Васильев Ю.Н., Черных В.А. Упругость и прочность цилиндрических тел. М.: Высшая школа, 1976. - 526 с.

42. Короткий М.В., Макаревич А.В. Современные тенденции противокоррозионных полимерных материалов // Материалы, технологии, инструменты. 2001. -№3. -С. 59-65.

43. Костиков В.И, Шестерин Ю.А. Плазменные покрытия. -М.: Машиностроение, 1978. -160 с.

44. Кречмар Э. Напыление металлов, керамики и пластмасс. — М.: Машиностроение, 1966. 432 с.

45. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов, JI.H. Расторгуев. М.: Металлургия, 1982.-632 с.

46. Куприянов И.Д., Геллер М.А. Газотермические покрытия с повышенной прочностью сцепления. — Мн.: Навука i тэхшка, 1990. 176 с.

47. Лебедев А.А. О возможном совмещении условий пластичности и хрупкого разрушения // Прикладная механика, 1968. - Т.4, №8. - С. 85-93.

48. Лихтман В.И., Щукин Е.Д., Ребиндер П.А. Физико-химическая механика материалов. М.: Изд-во АН СССР, - 1962, 379 с.

49. Манойло Е.Д. Повышение основных свойств газопламенных порошковых покрытий путем управления скоростью, температурой и теплосодержанием частиц: Дис. к-та техн. Наук: 05.16.06. Минск. -2002. -145 с.

50. Металлополимерные материалы и изделия. Под ред. В.А.Белого. -М.: Химия. 1979.-312 с.

51. Методические указания по определению адгезионной прочности покрытий / Н.Н. Дорожкин, И.Л. Куприянов, Е.П. Репин, Ю.Н. Гафо. Мн.: ИНДМАШ АН БССР, 1985. - 56 с.

52. Молодык Н.В., Зенкин А.С. Восстановление деталей машин. -М.: Машиностроение, 1989. -480 с.

53. Наночастицы металлов в полимерах. А.Д. Помогайло, А.С. Розен-берг, И.Е. Уфлянд. М.: Химия, 2000 - 672 с.

54. Некрасов Ю.И. Газы-заменители ацетилена. М.: Машиностроение, 1974.-246 С.

55. Нинбург А.К. Газопламенная обработка металлов с использованием газов заменителей ацетилена. М., «Машиностроение», 1976. - 97 с.

56. Новаковский В.М. Преодоление коррозии важнейшая задача науки/В сб. докл. Международного конгресса «Защита - 95». - М.: Гос. Научн. Центр РФ, 1995.-С. 158-161.

57. Новиченок Л.Н., Шульман З.П. Теплофизические свойства полимеров. Минск: Наука и техника, 1971. - 120 с.

58. Новое оборудование для газопламенного напыления износостойких покрытий /Н.Н. Дорожкин, В.Т. Сахнович, М.А. Белоцерковский, Ю.В. По-лупан, А.К. Шипай // Вестник машиностроения. -1986. -№ 10. С. 63-65.

59. Патент US 5807612 США, МПК B05D3/02. Способ нанесения покрытия погружением в самополимеризующийся раствор / заявл. 06.08.1996, опубл. 15.09.1998.

60. Патент DE 19742327 Германия, МПК B05D7/14; B05D1/18. Способ нанесения покрытия на металлические детали и другие жесткие изделия / № 19742327,заявл. 19.09.1997, опубл. 15.04.1999.

61. Патент DE 19626209 Германия, МПК B05D3/00; F26B3/347, Способ и устройство для нанесения покрытия на изделие / № 19626209.7, заявл. 29.06.1996, опубл. 08.01.1998.

62. Патент JP 6051155 Япония, МПК B05D 1/18. Способ нанесения покрытий окунанием/№ 137784, заявл-02.06.1987; опубл. 06.07.1994.

63. Патент WO 230581, МПК B05D1/00; В05С11/08. Способ нанесения покрытия распылением на вращающийся субстрат / № 01451, заявл. 11.10.2000, опубл. 18.04.2002.

64. Пивень А.Н., Гречаная Н.А., Чернобыльский И.И. Теплофизические свойства полимерных материалов / Справочник. Киев: Вища школа, 1976. — 180 с.

65. Пинчук JI.C., Гольдаде В.А., Макаревич А.В. Ингибированные пластики. Гомель, ИММС НАЛ Б, 2004. - 492 с.

66. Писаренко Г.С., Лебедев А.А. Сопротивление материалов деформированию при сложном напряженном состоянии Киев: Наукова думка, 1969. -211 с.

67. Плескачевский Ю.М. Современные проблемы развития науки о полимерных материалах // Проблемы современного материаловедения. Сб. на-учн. трудов,- Киев: Наукова думка, 1998. 82 с.

68. Родченко Д.А., Ковалысов А.Н., Баркан А.И. О нагреве полимерных частиц при распылении плазменной струёй // Известия вузов. Машиностроение. 1985. - № 9. - С. 108-113.

69. Родченко Д.А., Петроковец М.И., Баркан А.И. Особенности нагрева дисперсного политетрафторэтилена в низкотемпературной плазменной струе // Известия АН БССР. Серия физико-технических наук. 1983. - № 9. - С.52-56.

70. Рогачев А.В., Сидорский С.С. Восстановление и повышение износостойкости деталей машин: Учеб. Пособие. Гомель: УО «БелГУТ», 2005. — 343 с.

71. Рост полимерных покрытий из активной газовой фазы / А.В. Рогачев, В.П. Казаченко, М.В. Буй, А И Егоров // Материалы, технологии, инструменты. 1998 № 1. С. 60 - 64.

72. Рудицын М.Н., Артемов П.Я., Любишиц М.И. Справочное пособие по сопротивлению материалов. — Мн.: Вышэйшая школа, 1970. 340 с.

73. Рыкалин Н.Н. Исследование взаимодействия плазменной струи с порошковыми материалами. М., 1970. - 24 с.

74. Рыкалин Н.Н., Углов А.А., Анищенко Л.М. Высокотемпературные технологические процессы: Теплофизические основы. М.: Наука, 1985. -176 с.

75. Сафонова А.А., Крамаренко Д.М., Еселева Л.И. Применение метал-лизационнополимерных покрытий для защиты от коррозии металлоконструкций оборудования в отечественной и зарубежной практике. М.: Мин-цветмет СССР. - 1988. - 36 с.

76. Свиридова И.С. Разработка материалов и технологии газотермического напыления композиционных металлополимерных покрытий с повышенной износо- и коррозионной стойкостью. Дис. .канд. Техн. Наук. Киев: ИЭС им. Е.О.Патона. 1997 г.

77. Сергеев В.А., Безладнов Г.М., Ляшкевич В.Д. Экспериментальное исследование нагрева затупленных тел потоком плазмы // Инженерно-физический журнал. 1971. Т. XX. - № 4. - С. 49-54.

78. Сидоров А.И. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой. -М: Машиностроение, 1987. 192 с.

79. Скороход А.З. Разработка металлополимерных антикоррозионных покрытий, формируемых в плазме дугового разряда, и исследование их свойств. Дис. . канд. Техн. Наук. Гомель: ИММС АН БССР. - 1991 г.

80. Скрышевский А.Ф. Структурный анализ жидкостей и аморфных тел. М.: Высш. Школа, 1980. - 328с.

81. Смирнов Н.С., Простаков А.В. Очистка поверхности стали. М., Металлургия, 1965. —216с.

82. Смит А. Прикладная ИК спектроскопия. - М.: Мир, 1965. - 328 с.

83. Способ нанесения покрытия порошком термопластичного полимера / Белоцерковский М.А., Голопятин А.В., Леванцевич М.А., Гоман A.M. // Патент Беларуси №8528 кл. МКИ В05 D 1/08, 2006 г.

84. Таблицы физических величин, Справочник / Под ред. И.К. Кикоина. -М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.

85. Теория и практика газопламенного напыления /П.А.Витязь, В.С.Ивашко, Е.Д.Манойло и др-Минск: Навука I тэхшка,1993 295с.

86. Теория и практика нанесения защитных покрытий / П.А.Витязь, В.С.Ивашко, А.Ф.Илыощенко, А.И.Шевцов, Е.Д.Манойло. Минск: Белару-ская навука, 1998. - 583 с.

87. Устройство для газопламенного напыления порошковых полимерных материалов / Белоцерковский М.А., Пунтус И.Л., Федаравичус А.В. // Патент РБ № 477, Бл. МПК 6 В 05В 7/ 20.

88. Фрейман Л.И. Коррозия металлов. В кн.: Химическая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1990. т.2. - С. 480-482.

89. Хаин И.И. Теория и практика фосфатирования металлов. Л.: Химия, 1973.-240с.

90. Харламов Ю. А., Борисов Ю. С. Влияние микрорельефа поверхности на прочность сцепления с газотермическими покрытиями // Автоматическая сварка. 2001. - № 6. - С. 19-26.

91. Хасуи А. Техника напыления. М.: Машиностроение, 1975. - 287 с.

92. Цырлин М.И. Защитные покрытия на основе эпоксиолигомеров, формируемые с использованием низкотемпературной плазмы. Дис. .канд. Техн. Наук. Гомель: ИММС им. В.А. Белого НАН Б. 2003 г.

93. Яковлев А.Д., Здор В.Ф., Каплан В.И. Порошковые полимерные материалы и покрытия на их основе. 2-е изд., перераб. - JL: Химия, 1979. -256 с.

94. Ясь Д.С., Подмоков В.Б., Дяденко М.С. Испытания на трение и износ. Методы и оборудование. Киев. 1971. Техника. 140 с.

95. Ingham Н. S., Shepard А. P. Flame spray handbook. Vol 2. Powder Process. New York, Westbury: METCO INC., 1964. - 131 p.

96. Hull M., Bell G. Surface engineering techniques from the Soviet Union // Surface Engineering. 1990. - Vol 6. - № 3. - P. 175-178.

97. Castolin materials //Bulletin Castolin + Eutectic: Suisse, Lausanne. -1987.- 4 p.

98. Handbook of ceramics and composites / ed. By N. Cheremisinoff. Vol. 2.-New York: Dekker, 1993. 660 p.

99. Pawlowsky L. The Science and Engineering of Thermal Spray Coatings. Wiley, UK. 1994,- 402 p.

100. Kestelman V. Electrets in engineering. Fundamental and applications. Boston-Dordreht-London.-Kluwer Academic Publ. 2000. — 532 p.

101. Kostukovich G. Tribotechnical polymeric material for torgue tube drives / Proceedings VII Intern. Simposium "INTERTRIBO 2002". House of Technology. - Bratislava. 2002. - P. 331-333.

102. Ozisik, M.N. Heat conduction. New York: A-Wiley-Interscience publication, 1980.-687 p.

103. Neubauer, R. Temperatur und Spannungsverteilung in Zilindrischen. -Berlin, 1998.-248 s.

104. Miller, B. A microbond method for determination of the Shear Strength of a Fiber/Resin Interface // Composites Science and Technology, 1987. N 28. -P.17-32.