СОДЕРЖАНИЕ

Плазмохимические способы получения и обработки материалов

В.И. Калита, А.А. Радюк, Д.И. Комлев, А.Ю. Иванников, Ю.В. Благовещенский,

В.К. Григорович, Т.В. Шибаева

Плазменные покрытия из механически легированных порошков WC-Co-C................................................................................ 5

Для получения плазменных WC-Co покрытий с регулируемым фазовым составом и содержанием

углерода в промышленный порошок WC-17% Co перед механическим легированием (МЛ)

добавляли сажу в количестве 30 и 40% от стехиометрического содержания углерода в исходном

порошке. После МЛ порошки прессовали, спекали и дробили в частицы размером 25-71 мкм,

необходимым для напыления. Покрытия напыляли на плазменной установке УПУ-3д с местной

защитой от воздушной атмосферы. На всех стадиях получения порошка для напыления и в покрытии

контролировали фазовый состав, содержание углерода и микротвердость. Установлено, что общие

потери углерода на всех технологических стадиях получения порошка и напыления составляют

31,9-43,6%.

Ключевые слова: плазменные покрытия, местная защита, карбид вольфрама, кобальт, механическое

легирование, регулирование содержания углерода, микротвердость.

С.В. Анахов, Н.Б. Пугачева, Ю.А. Пыкин, А.В. Матушкин, Т.М. Быкова

Микроструктурный анализ сварных соединений, полученных с применением плазменных технологий резки...................... 16

Методами металлографического анализа исследована структура сварных швов, полученных после

плазменной резки заготовок из стали 09Г2С. Показано, что качество сварных соединений после

плазменной резки без удаления зон термического влияния не хуже, чем после механической разделки

заготовок. Применение нового одноконтурного плазмотрона с улучшенными газодинамическими

характеристиками, а также узкоструйного плазмотрона для резки металлов под сварку позволяет

получить более качественные сварные швы с высокой производительностью и меньшими

энергетическими затратами.

Ключевые слова: плазмотрон, сварной шов, зона термического влияния, структурные превращения,

дефекты.

Е.А. Богослов, М.П. Данилаев, Ю.Е. Польский, М.С. Пудовкин

Формирование полистирольной пленки в плазме газового разряда атмосферного давления ............................................... 23

Исследованы условия получения в плазме газового разряда атмосферного давления

полистирольных пленочных покрытий, не содержащих побочных продуктов синтеза (углеродных

частиц), наличие которых ухудшает адгезию полимерной пленки к подложке. Показано, что при

мощности барьерного разряда не более 200 Вт и плотности тока разряда не более 25 мА/см2

побочных продуктов синтеза не образуется.

Ключевые слова: полистирольные пленки, плазма барьерного разряда.

Д.В. Ситанов, А.А. Анжауров

Плазменная визуализация биологических активных точек на коже человека ....................................................................... 28

На основе анализа экспериментальных данных по закономерностям свечения воздушной плазмы в

поверхностном барьерном разряде, реализуемом в непосредственной близости к коже человека,

предложен метод плазменной визуализации биологически активных точек (БАТ), упрощающий

процедуру нахождения точек иглоукалывания на коже человека. Рассмотрены физические эффекты,

приводящие к визуализации БАТ, описаны технические средства для практической реализации

метода.

Ключевые слова: барьерный разряд в воздухе, точка акупунктуры на коже человека, плазменная

визуализация.

Функциональные покрытия и обработка поверхности

Н.В. Коберник, Р.С. Михеев, И.Е. Калашников, Л.И. Кобелева, Л.К. Болотова

Трибологические свойства покрытий из баббитовых сплавов, модифицированных углеродными нанотрубками ............ 32

Исследованы трибологические свойства композиционных покрытий, полученных методом

плазменно-порошковой наплавки на подложки из стали. В качестве присадочного материала

применяли порошок баббитового сплава SnSb₈Cu₄ и композиционные гранулы на его основе,

содержащие углеродные нанотрубки. Изучено изменение значений коэффициента трения,

коэффициента разброса и интенсивности износа наплавленных покрытий баббита, модифицированных

углеродными нанотрубками, полученными методом каталитического пиролиза смеси пропан-бутана

на катализаторе NiO/MgO и синтезом углеродных наноструктур на поверхности медного порошка,

в зависимости от условий и параметров трибонагружений.

Ключевые слова: углеродные нанотрубки, баббит, антифрикционные покрытия, плазменно-

порошковая наплавка.

О.Б. Перевалова, А.В. Панин, М.П. Калашников, А.А. Акулинкин, И.А. Божко, В.П. Сергеев

Упругие напряжения и микроструктура покрытия TiAlN ...................................................................................................... 40

Методами рентгеноструктурного анализа и просвечивающей дифракционной электронной

микроскопии исследованы фазовый состав, макро- и микронапряжения, а также микроструктура

Ti_1–хAlхN покрытия и подложки. Покрытия наносились методом магнетронного распыления мишени

в реакционной смеси газов аргона и азота на подложку из аустенитной стали 12Х18Н10Т, которая

подвергалась предварительной обработке ионным пучком титана. Установлено, что увеличение

длительности предварительной ионной обработки подложки приводит к увеличению сжимающих

макронапряжений и измельчению нанокристаллической столбчатой структуры в покрытии.

Ключевые слова: покрытие, нанокристаллическая столбчатая микроструктура, фазовый состав,

рентгеноструктурный анализ, просвечивающая дифракционная электронная микроскопия, макро-

и микронапряжения.

С.А. Никулин, В.М. Хаткевич, С.О. Рогачев, К.С. Денисенко, Т.А. Нечайкина

Структура и механические свойства сплава системы Fe-Cr-V, легированного азотом

из газовой фазы методом высокотемпературного азотирования ........................................................................................ 52

Исследована микроструктура, фазовый состав и механические свойства при комнатной температуре

коррозионно-стойкого сплава системы Fe-20% Cr-5% V, легированного азотом из газовой фазы

методом высокотемпературного азотирования. Азотирование сплава при 950-1100°С и

последующий отжиг при 700°С приводят к выделению крупных частиц нитридов ванадия и

дисперсных частиц нитридов хрома в ферритной матрице и повышению прочности сплава при

комнатной температуре в 1,6 раз при сохранении пластичности на достаточном уровне.

Ключевые слова: высокотемпературное азотирование, коррозионно-стойкие сплавы, нитриды,

микроструктура, механические свойства.

А.С. Хлебинская, Л.П. Милешко, А.И. Королева

Термодинамические функции реакций анодного окисления вентильных металлов

в фосфатных электролитах ........................................................................................................................................................ 58

Показано, что реакционная способность вентильных металлов по отношению к фосфат-анионам,

уменьшается в ряду: Hf→Zr→Y→Er→Ho→Gd→Al→Ta→Nb. Установлено, что в результате

анодных реакций, протекающих на вентильных металлах в фосфатных электролитах, наряду с

оксидами металлов образуется Р₂O₅.

Ключевые слова: анодное окисление металлов, анодные оксидные пленки, фосфат-анионы,

термодинамический анализ.

Композиционные материалы

В.И. Котляров, В.Т. Бешкарев, В.Е. Карцев, В.В. Иванов, А.А. Гасанов, Е.А. Южакова,

А.В. Самохин, А.А. Фадеев, Н.В. Алексеев, М.А. Синайский, Е.В. Третьяков

Получение сферических порошков для аддитивных технологий на основе металлов IV группы .......................................... 63

Предложен способ получения порошков металлов IV группы для аддитивных технологий методом

плазменной сфероидизации полигональных порошков, полученных в процессе гидрирования-

дегидрирования. Установлена зависимость состава гидридов металлов IV группы от количества

поглощенного водорода, позволяющая оптимизировать технологические параметры процессов

гидрирования и измельчения. Установлено, что в потоке термической плазмы Ar+8 об.% H2,

генерируемой в электродуговом плазмотроне, могут быть получены сферические порошки титана,

сплавов ВТ6 и Zr-10% Ti массовых фракций 40-70 мкм и менее 40 мкм, счетная степень

сфероидизации которых достигает 96%. Средний коэффициент округлости частиц составляет 1,01..

Ключевые слова: металлические порошки, аддитивные технологии, гидрирование, дегидрирование,

титан, плазменная сфероидизация.

А.Г. Жолнин, И.В. Ковалева, В.Р. Рытенко, И.О. Пахило-Дарьял,

И.С. Литвинова, В.Ю. Гольцов, Е.Г. Григорьев, Е.А.Олевский

Влияние размеров частиц порошка оксида алюминия на результаты спарк-плазменного спекания ................................. 71

Приведены результаты сравнительного исследования компактов, полученных методом спарк-

плазменного спекания сферических частиц нано- и ультрадисперсных порошков оксида алюминия.

Показано, что компакты из УД-порошков имеют более высокую плотность, микротвердость, предел

прочности на изгиб и более мелкозернистую однородную структуру, чем компакты из

нанопорошка.

Ключевые слова: нанопорошки, оксид алюминия, спарк-плазменное спекание.

Новые методы обработки и получения материалов
с заданными свойствами

Е.К. Казенас, Ю.В. Цветков, В.А. Волченкова, Г.К. Астахова, О.А. Овчинникова

Давления паров молекул и атомов кислорода при диссоциации оксидов ................................................................................. 78

На основе экспериментальных данные представлены обобщающие результаты по диссоциации

оксидов практически всех элементов таблицы Менделеева. Приведены графики температурной

зависимости абсолютного давления паров молекулярного и атомарного кислорода при диссоциации

оксидов.

Ключевые слова: оксиды элементов периодической системы Менделеева, давление и состав паров,

молекулы, диссоциация.

А.М. Орлов, И.О. Явтушенко, О.Г. Рынкова, Д.С. Боднарский

Кинетика искровых разрядов на жидком электроде ................................................................................................................ 83

Исследовано поведение жидкостей (100% глицерина и 1% водного раствора H2SO4) в электрическом

поле, локализованном между положительно поляризуемым жидким электродом и нависающим

над жидкостью медным цилиндром. Установлено, что время роста и высота конуса Тейлора,

формируемого на поверхности жидкости, ограничиваются плазменным разрядом, обеспечивающим

циклическое колебание выступа с постоянной частотой, обнаружен эффект трансформации выступа

на поверхности глицерина в усеченный конус Тейлора, время существования которого зависит от

длительности поляризации медного электрода, поддерживающей искровые разряды. Кинетика

формирования выступа на поверхности жидкого электрода и частота его колебаний определяются

электропроводностью и вязкостью раствора, временем жизни плазмы искрового разряда и

способом формирования заряда, локализованного на торце вспомогательного электрода.

Ключевые слова: плазменный разряд, конус Тейлора, циклические колебания, индуцированный заряд.