Исследование адгезионных характеристик силицидных покрытий на молибдене методом склерометрии
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
фрактограмма покрытия из дисилицида молибдена.
С учетом относительности полученных от разных по составу и толщине покрытий данных, анализ свидетельствует, что для исследованных образцов критическая нагрузка близка к 40 Н. При больших нагрузках происходил срыв покрытия. Для покрытий с большей изначальной дефектностью, а это покрытия, полученные с большими скоростями насыщения либо активированным способом, либо вакуумным способом при более высоких температурах, растрескивание покрытия активно происходит даже при небольших нагрузках, сигналы акустической эмиссии это подтверждают (рис. 2.14).
А Б
В
Рис. 2.14. Спектры акустической эмиссии от образцов с покрытиями:
А - активированное, Б - парофазное, В - парофазное (в две стадии).
Повышенная дефектность таких покрытий подтверждается профилограммой (рис. 2.15) проникновения индентора, на которой имеются провалы.
Микрофотографии показывают постепенное поперечное растрескивание покрытия (рис. 2.16).
Анализ экспериментальных кривых позволяет оценить относительную адгезию покрытий, определить опасные для него уровни напряжений.
а
б
Рис. 2.15. Спектры при индентировании покрытий, полученных вакуумным парофазным (а) и активированным (б) методами.
ВЫВОДЫ
1.Установлено, что способ формирования силицидного покрытия существенно влияет на примеси в нем. Наиболее опасным с точки зрения загрязнений является активированное силицирование. Лучшую однородность и качество имеют покрытия, полученные вакуумным отжигом без активаторов.
2.Установлено, метод скретч-тестирования позволяет качественно оценить относительную адгезию силицидных покрытий и уровень допустимых напряжений в нем. Анализ сигналов акустической эмиссии позволяет оценивать уровень деградации силицидного покрытия и потери защитных функций.
.Более толстые покрытия характеризуются б?льшим разбросом адгезионно-прочностных показателей, что обусловлено индивидуальными особенностями структурно-фазового состояния и повышенной дефектностью. Установлено, что наилучшие механические характеристики имеет силицидное покрытие, полученное двухстадийной обработкой через низшие фазы.
.Метод склерометрии применим для качественного описания поведения силицидных покрытий при механических нагрузках.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.-K. Vasudevan and J. J. Petrovic. A Comparative Overview of MoSi2 Based Composites // Mat. Sci. and Eng., A155. - 1992. Р. 1-17 .
2.W. A. Maxwell. Study of molibdenum disilicide for elevated temperature application // Proc. Metallurgy and Materials Information Meet., Oak Ridge, TN, April 16-18, 1951, Rep. TID-5061 (DEL), NSA-12.
3.Kanthal. Swed. Patent 155, 836, 1953.
4.E. Erdoes. Investigation of surface layers of gas turbine alloys // Internal Rep., Desember 1971.
.J. Schlichting, Molibdenum disilicide as a component of modern high temperature composites // High Temp. High Press. - № 10. - 1978. - Р. 241.
6.С.В. Литовченко, Е.П. Нечипоренко, В.А. Чишкала и др. Исследование особенностей фазообразования в системе кремний - молибден // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Вакуум, чистые металлы, сверхпроводники. Вып. № 6(7), 7(8). - Харьков. - 1998. - С. 239 -241.
.Дзядикевич Ю. Шляхи підвищення жаростійкості виробів із тугоплавких металів від високотемпературного окислення / Ю. Дзядикевич // Українська наука: минуле сучасне, майбутнє : Збірник наукових праць. - Тернопыльский нац. екон. ун-т. - 2008, Вип. 13. - 20-28 с.
.С. В. Литовченко. Розрахунок швидкостей перерозподілу фаз у дифузійних силіцидних покриттях при їхній експлуатації в повітрі / С. В. Литовченко // Вісник національного технічного університету Харківський політехнічний інститут. Збірник наукових праць. Темат. вип. Хімія, хімічна технологія та екологія. - Харків, 2009. - № 36. - С. 83-92.
.Змий В.И. Реакционно-активированная диффузия и вакуумные покрытия / В.И. Змий, С.Г. Руденький - Харьков: ННЦ ХФТИ, 2010. - 158 с.
.Поляков Н.И. Исследование механических свойств MoSi2 и термонапряжений в силицированном молибдене / Н.И. Поляков, В.Т. Грицына, В.И. Змий. // Защита металлов, 1976. - № 4. - С. 468-470.
.Прошкин Д.А. Изучение растрескивания окисных пленок на MoSi2 методом акустической эмиссии / Д.А. Прошкин, А.А. Барзов, B.C. Лоскутов, А.А. Дарасов // Высокотемпературная защита материалов. - Л., 1981. - С. 25-30.
.Самсонов Г.В., Дворина Л.А., Рудь Б.М. Силициды. - М.: Металлургия, 1979.
13.Нечипоренко Е.П., Петриченко А.П., Павленко Ю.Б. и др. Получение комбинированных силицидных покрытий на молибдене // Защитные покрытия на металлах. - 1989. - Вып. 23 - С. 54 - 57.
.В.М. Лунёв, О.В. Немашкало. Адгезионные характеристики покрытий и методы их измерения. // ФИП, 2010. - Т. 8. - № 1. - С. 64-71.
.Ю.Н.Борисенко, С.В.Литовченко, Н.А. Азаренков. Газовыделение в тонкопленочных системах при ионном воздействии и его использование для расчета адгезионного межфазного взаимодействия // ВАНТ. Физика радиац. повреждений и радиац. материаловедение. Вып. № 1 (73), 2 (74), Харьков, 1999, с. 178-183.
16.Физика твердого тела: Энциклопедический словарь: в 2 т. / Гл. ред. В.Г. Барьяхтар. - Киев: Наукова думка Т. 1: 1996. - 656 с.; Т.2: 1998. - 648 с.
.Покрытия металлические и неметаллические, неорганические. Методы контроля. ГОСТ 9.302-88.
18.Schmidbauer S., Hahn J., Richter F. Adhesion of metal coatings on ceramics deposited by different techniques //Surface and Coatings Technology. - 1993. - Vol. 59. - P. 325-329.
.Sheng Zhu, W. Wlosinski. Joining of AlN ceramic to metals usings sputtered Al or Ti films//Journal of Materials Processing Technology. - 2001. - Vol. 109. - P. 277-282.
20.Зимон А.Д. Адгезия пленок и покрытий. - М.: Химия, 1977. - 351 с.
21.Liao Yi-de, Li Zhuang-yun, Tang Guo-qun. Evaluation for adhesion strength of coating and substrate by burying beforehand specimen//Journal of Wuhan University of Technology Mater Sci Ed. - 2003. - Vol. 18, Iss 1. - P. 31-35.
22.Демиденко Л. М. Выс