Geum.ru

Автореферат диссертации на соискание учёной степени

Вид материалаАвтореферат диссертации
Подобный материал:
1   2   3

ВЫВОДЫ

  1. Систематически исследована физикохимия основных стадий синтеза жаростойких покрытий в системе - бескислородная композиция Cr–Si–Mo–Nb-В  подложка из ниобиевого сплава 5ВМЦ.
  2. Разработана технология формирования бескислородных боросилицидных покрытий на деталях из тугоплавких сплавов в неравновесных условиях экзотермического процесса.
  3. Формирование бескислородных боросилицидных покрытий в системе Cr–Si–Mo–Nb-В, в оптимальном режиме (14501500 С, Ратм. ост - 110-1 Па), протекает с образованием высших силицидов, смешанных силицидов, боросилицидов и боридов - NbSi2, Cr3NbSi2,66, (Nb,Cr)xBy, NbВ2, фазовый состав и структура которых определяют жаростойкость защитного слоя.
  4. Синтез бескислородных боросилицидных покрытий в условиях нестационарного теплообмена и пониженного атмосферного давления сопровождается испарением (сублимацией) компонентов композиции: хрома, кремния и бора, удалением адсорбированных газов и влаги, термодеструкцией остатков ПАВ - алкилбензолсульфоната СnH2n+1 C6H4SO3Na (n = 1018), Na2SO4 и Na2SO3, продуктов разложения кристаллогидратов МоО25(ОН)510, газообразных продуктов взаимодействия. Экспериментально обоснована взаимосвязь этих процессов с реакциями, которые инициируют образование боросилицидов, силицидов, и боридов Cr3Nb Si2,66, Mo5(B Si)3, Nb5Si3, NbB2.
  5. При исследовании основных стадий технологического этапа подготовки и закрепления компонентов бескислородной композиции Cr–Si–Mo–Nb-В на поверхности подложки установлено, что на стадии диспергирования и гомогенизации протекают механохимические и химические процессы, активирующие взаимодействие дисперсной фазы и дисперсионной среды (10% водный раствор алкилбензолсульфоната натрия), которое приводит к пассивации поверхности компонентов, а также образованию водорастворимых соединений переменного состава таких как - Мо8O23×8H2O, Мо4O11×H2O, Mo2O5×H2O. Показано, что данные процессы могут оказывать, как позитивное, так и негативное влияние на свойства покрытий.
  6. В результате сравнительных исследований физико-химических свойств бескислородных покрытий, синтезированных в атмосфере аргона и азота в интервале остаточного давления - 5,0104  5,5 Па, воздуха - 2,710  5,5 Па, установлена зависимость влияния состава и давления газовой среды на жаростойкость покрытий. Максимальную жаростойкость защитного слоя при 1400 С в статической атмосфере воздуха имеют покрытия, сформированные при остаточном давлении 2,75×10 Па. Жаростойкость покрытий, синтезированных в аргоне составляет – 78 ч, в азоте  36 ч и в воздушной среде  20 ч. Оптимальный фазовый состав синтезированных покрытий представлен высшими силицидами, боросилицидами и боридами, в случае синтеза защитного слоя в азоте отмечено присутствие нитридов ниобия.
  7. На основании данных, полученных при исследовании основных физико-химических закономерностей синтеза бескислородных покрытий в системах Cr – Si – MoS2 – Nb – B и Cr – Si – MoSe2 – Nb – B, показано, что получение жаростойких бескислородных покрытий из композиций, содержащих халькогениды молибдена MoS2 и MoSe2, сопровождается явлениями, которые сопутствуют процессам образования наноразмерных частиц в условиях термического разложения химических соединений. Синтезированные покрытия состоят, в основном, из дисилицида молибдена, боросилицидов и боридов, имеют однородную структуру и обладают повышенной жаростойкостью.
  8. Разработана промышленная технология модифицированных бескислородных боросилицидных покрытий, которые могут использоваться в качестве технологической защиты тугоплавких конструкционных сплавов при выполнении операций пластической деформации – ковки, штамповки и др., Южный машиностроительный завод. Промышленное использование технологического процесса подтверждается отраслевым стандартом ОСТ 92-4437-84 «Поковки кованые и штампованные из ниобиевых сплавов».
  9. Выполнены систематические исследования и разработана технология синтеза стеклокерамических композиционных материалов с использованием элементов золь-гель синтеза и последующей высокотемпературной обработки. Основной элемент технологического процесса связан с формированием устойчивых дисперсий, состоящих из оксидов и золей стеклообразующих композиций, в состав которых входят: тетраэтоксисилан (ТЭС), легирующие (нитраты металлов) и стабилизирующие (ПАВ) добавки.
  10. В результате исследования условий формирования стеклокерамических материалов из устойчивых дисперсий, осуществлён синтез композиционного керамического порошкового материала на основе дисперсного оксида алюминия Al2O3 (g-, a- формы), капсулированного в стекловидную оболочку из кордиеритоподобной золь – гель композиции 2CoO×2Al2O3×5SiO2.
  11. На основании данных сравнительного исследования процессов формирования модифицированного дисперсного оксида алюминия Al2O3 в изотермических условиях термообработки при температурах 1000, 1300 С и в потоке низкотемпературной плазмы установлено, что в отличие от изотермических условий, при воздействии воздушной электродуговой плазмы, происходит аморфизация стекловидной оболочки и стабилизация промежуточных метастабильных фаз оксида алюминия: κ- и χ- Al2O3.


Основное содержание диссертационной работы изложено в следующих публикациях:

  1. Хашковский С. В. совместно с Шиловой О. А., Кузнецовой Л. А. Синтез пористых неорганических материалов из золь-гель прекурсоров методом криохимической сублимации. // Физика и химия стекла. 2005. Т. 31, N 3. С. 474-478.
  2. Хашковский С. В. совместно с Хамовой Т. В., Шиловой О. А. Золь-гель метод формирования силикатного покрытия на поверхности частиц порошка оксида алюминия. Teхника и технология силикатов. 2006. Том 13, № 2. С. 17-32.
  3. Хашковский С. В. совместно с Шиловой О. А., Цветковой И. Н., Шауловым А. Ю. Об ультразвуковом воздействии при гелеобразовании в системе тетраэтоксисилан-борная кислота. // Физика и химия стекла. 2004. Т. 30, N 5. С. 639-640.
  4. Хашковский С. В. совместно с Кузнецовой Л. А., Голубевой Т. Ю., Белюстиным А. А. Эмалевые композиции на основе гелеобразующих растворов щелочных силикатов. // Журнал прикладной химии. 1998. Т. 71. № 4. с. 553-555.
  5. Хашковский С. В. совместно с Цветковой И. Н., Шиловой О. А., Шиловым В. В., Шауловым А. Ю., Гомза Ю. П., Золь-гель синтез и исследование гибридных органо-неорганических боросиликатных нанокомпозитов. Физика и химия стекла. 2006. Т. 32. № 2. С. 301-315.
  6. Хашковский С. В совместно с Шиловой О. А., Тарасюк Е. В., Шевченко В. В., Клименко Н. С., Мовчан Т. Г., Шиловым В. В. Влияние гидроксилсодержащих низко- и высокомолекулярных добавок на устойчивость золь-гель систем на основе тетраэтоксисилана и структуру получаемых гибридных органо-неорганических покрытий // Физика и химия стекла. 2003. Т. 29, № 4. С. 527-541.
  7. Хашковский С. В. совместно с Борисенко А. И., Николаевой Л. В., Говоровой Р. М, Рудюк В. Я. Гибкие неорганические электроизолирующие покрытия. // Журнал прикладной химии. 1972. Т. 45. № 10. С. 2258-2261.
  8. Борисенко А. И., Хашковский С. В. Защита изделий из ниобиевых сплавов от высокотемпературной газовой коррозии. Л. Наука. 1986. 40 с.
  9. Shilova О. A., Hashkovsky S. V., Kuznetsova L. A. Sol-gel preparation of Coatings for Electrical, Laser, Space Engineering and power // J. Sol-Gel and Technology. 2003. Vol. 26, N 1-3. Р. 687-691.
  10. Shilova O. A., Hashkovsky S. V., Tarasyuk E. V., Shilov V. V., Shevchenko V. V., Gomza Yu. P., Klimenko N. S. Organic-Inorganic Insulating Coatings based on sol-gel technology Hi. // Sol-Gel and Technology. 2003. Vol. 26, N 1-3. Р. 1131-1135.
  11. Хашковский С. В., Шилова О. А., Кузнецова Л. А. Проблемы золь-гель синтеза композиционных стеклокерамических материалов. // Вопросы химии и химической технологии. №1. 2001. С. 68-74.
  12. Шилова О. А., Хашковский С. В. Золь-гель метод получения композиционных стекловидных и стеклокерамических пленок на основе неорганических полимеров. //. Материалы. Технологии. Инструменты. Т. 6. № 2. 2001. С. 64-70.
  13. Хашковский С. В. совместно с Шиловой О. А., Шиловым В. В., Шевченко В. В., Гомзой Ю. П., Клименко Н. С., Тарасюк Е. В. Органо-неорганические гибридные материалы для жаростойкой электроизоляции, получаемые золь-гель методом. // Вопросы химии и химической технологии. № 4. 2001. С. 77-79.
  14. Хашковский С. В. совместно с Шиловой О. А., Бубновым Ю. З., Применение и перспективы использования тонких стекловидных пленок в технологии микроэлектроники. // Вопросы химии и химической технологии. №1. 2001. С. 75-80.
  15. Хашковский С. В. совместно с Шиловой О. А., Кузнецовой Л. А., Гармоновой Т. Н. и др. Синтез золь-гель методом стеклокерамических покрытий из модифицированных щелочесиликатных прекурсоров. // Вопросы химии и химической технологии. № 4. 2001. С. 74-77.
  16. Хашковский С. В. совместно с Шиловой О. А., Тарасюк Е. В., Шевченко В. В., Клименко Н. С., Шиловым В. В. Золь-гель синтез гибридного органо-неорганического покрытия с использованием полимеров различной топологии // Вопросы химии и химической технологии. 2002. № 3. С. 254-260.
  17. Хашковский С. В. совместно с Тарасюк Е. В., Шиловой О. А., Формирование гибридной органо-неорганической изоляции на обмоточных проводах непрерывным способом нанесения из золей. // Материалы. Технологии. Инструменты. 2003. Т.8, № 3. С 82-87.
  18. Хашковский С. В., Чепик Л. Ф., Кузнецова Л. А. Растворная технология получения стекловидных неорганических плёнок и стеклокерамических покрытий. // Физикохимия силикатов и оксидов. / Под ред. акад. М. М. Шульца. СПб.: Наука, 1998, с. 277-286.
  19. Хашковский С. В., Островский В. В., Жуковская И. В. О возможности создания жаростойких защитных покрытий с использованием нестационарной технологии. // Коррозионностойкие покрытия. / Под ред. акад. М.М. Шульца. СПб.: Наука, 1992, с. 245-248.
  20. Хашковский С. В., Ивашкин В. В., Ефимова Л. Н., Торопов А. А. Зависимость механических свойств жаростойкой стеклосвязки P2O5-Al2O3-Na2O от соотношения компонентов. // Коррозионностойкие покрытия. / Под ред. акад. М.М. Шульца. СПб.: Наука, 1992, с. 248-250.
  21. Хашковский С. В., Борисенко А. И., Иванов А. А. Изучение процесса наплавления боросилицидных покрытий в вакуумной микропечи. // Антикоррозионные покрытия. / Под ред. д-ра техн. наук А. И. Борисенко. Л.: Наука, 1983, с. 169-172.
  22. Хашковский С. В., Борисенко, А. И., Иванов А. А. Работоспособность боросилицидных покрытий в условиях стендовых испытаний. // Антикоррозионные покрытия. / Под ред. д-ра техн. наук А. И. Борисенко. Л.: Наука, 1983, с. 185-189.
  23. Хашковский С. В., Борисенко А. И., Николаева Л. В., Ефимова Л. Н., Лазукин В. Б. О взаимодействии в системе металл - покрытие при наплавлении. // Высокотемпературная защита материалов. / Под ред. д-ра техн. наук А. И. Борисенко. Л.: Наука, 1981, с. 191-196.
  24. Хашковский С. В. Процессы, протекающие при наплавлении покрытий в вакууме. // Защитные покрытия. / Под ред. д-ра техн. наук А. И. Борисенко. Л.: Наука, 1979, с. 148-152.
  25. Хашковский С. В. совместно с Борисенко А. И., Пугач Т. Н. Покрытия для тугоплавких металлов. // Жаростойкие неорганические покрытия. / Под ред. д-ра техн. наук А. И. Борисенко. Л.: Наука, 1990, с. 68-70.
  26. Хашковский С. В. совместно с Борисенко А. И., Пугач Т. Н., Петрологиновой М. В. Технологическая защита молибдена. // Жаростойкие неорганические покрытия. / Под ред. д-ра техн. наук А. И. Борисенко. Л.: Наука, 1990, с. 109-111.
  27. Хашковский С. В. совместно с Рябовым С. И., Прокапало М. Г., Петренко М. И. и др. Технологическая защита ниобиевых заготовок под горячую объемную штамповку. // Защитные покрытия. / Под ред. д-ра техн. наук А. И. Борисенко. Л.: Наука, 1979, с. 161-164.
  28. Хашковский С. В. совместно с Борисенко А. И., Николаевой Л. В., Говоровой Р. М., Рудюк В. Я. Гибкие неорганические электроизолирующие покрытия для обмоточных и термоэлектродных проводов. // Защитные высокотемпературные покрытия. / Под ред. д-ра техн. наук А. И. Борисенко. Л.: Наука, 1972, с. 182-189.
  29. Хашковский C. В., Пугач Т. Н., Ефимова Л. Н. Некоторые особенности формирования бескислородных жаростойких покрытий в контролируемой атмосфере. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. д-ра хим. наук В. А. Жабрева. Ч. I. НИИХ. СпбГУ, 1997, с. 73-77.
  30. Хашковский С. В. А. И. Борисенко и его вклад в развитие новых направлений в области создания температуроустойчивых функциональных покрытий. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. д-ра хим. наук В. А. Жабрева. Ч. I. НИИХ. СпбГУ, 1997, с. 84-89.
  31. Хашковский С. В. совместно с Петренко М. И., Рябовым С. И., Прокапало М. Г. и др. Технологическая защита ниобиевых заготовок под горячую объемную штамповку. // Высокотемпературная защита материалов. / Под ред. д-ра техн. наук А. И. Борисенко. Л.: Наука, 1981, с. 181-184.
  32. Хашковский С. В. Высокотемпературный синтез жаростойких боросилицидных покрытий из композиций, содержащих халькогениды молибдена. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. акад. В.Я. Шевченко. Т. 2. СПб: Янус. 2003. С. 138-141.
  33. Хашковский С. В. Характер формирования суспензий в бескислородных системах на низкотемпературной стадии шликерно-обжиговой технологии получения жаростойких покрытий для защиты тугоплавих сплавов. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. акад. В.Я. Шевченко. Т. 2. СПб: Янус. 2003.С. 142-145.
  34. Хашковский С. В., Тарасюк Е. В., Шилова О. А. Технология непрерывного способа получения жаростойкой гибридной электроизоляции на основе золь-гель композиций для обмоточных проводов. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. акад. В.Я. Шевченко. Т. 2. СПб: Янус. 2003. С. 146-150.
  35. Хашковский С. В., Хамова Т. В. Плазмохимический синтез дисперсных стеклокерамических материалов из композиций, формируемых с использованием элементов золь-гель технологии. // Температуроустойчивые функциональные покрытия.. / Под ред. акад. В.Я. Шевченко. Т. 2. СПб: Янус. 2003. С.151-154.
  36. Хашковский С. В. Исследование процессов формирования бескислородных жаростойких покрытий в условиях вакуума и высоких температур. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. д-ра хим. наук В. А. Жабрева. Ч. 2. Тула. ТГПУ им. Л.Н. Толстого. 2001. С. 17-20.
  37. Хашковский С. В., Шилова О. А., Кузнецова Л. А. Золь-гель метод получения стеклокерамических материалов и покрытий. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. д-ра хим. наук В. А. Жабрева. Ч. 2. Тула. ТГПУ им. Л.Н. Толстого. 2001. С. 21-24.
  38. Хашковский С. В., Шилова О. А., Хамова Т. В. Гелеобразование и кристаллизация в процессе синтеза модифицированных керамических порошков на основе оксида алюминия с использованием золь-гель технологии. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. д-ра хим. наук В. А. Жабрева. Ч. 2. Тула ТГПУ им. Л.Н. Толстого. 2001. С. 25-29.
  39. Хашковский С. В., Ефимова Л. Н., Беседникова И. Н., Шилова О. А. Синтез фосфатных стеклокерамических покрытий растворным методом в системе: ортофосфорная кислота - высокодисперсные природные минералы. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. д-ра хим. наук В. А. Жабрева. Ч. 2. Тула. ТГПУ им. Л.Н. Толстого. 2001. С. 39-43.
  40. Хашковский С. В. совместно с Реутовичем С. С, Шиловой О. А., Хамовой Т. В. и др. Получение защитного жаростойкого покрытия методом электродугового плазменного напыления с использованием композиционных стеклокерамических порошковых материалов. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. д-ра хим. наук В. А. Жабрева. Ч. 2. Тула. ТГПУ им. Л.Н. Толстого. 2001. С. 219-222.
  41. Хашковский С. В. совместно с Шиловой О. А., Кротиковым В. А., Шиловым В. В. Гибкая жаростойкая изоляция для ядерной энергетики. // Scientific Papers of the Institute for Nuclear Researches, National Academy of Sciences of Ukraine. 2002. 2 (8). Р. 97-104. (русск.).
  42. Hashkovsky S. V., Shilova O. A. Combustion of Stabilized Zirconium Oxide in System ZrO2-Y2O3-MgO. / Proceedings of International Conference "Science for Materials in the Frontier of Centuries: Advantages and Challenges. Editor: Academian, Professor V.V. Skorokhod. Kiev: Frantsevich Institute for Problem of Materials Science of NASU. 2002. Р. 693-694.
  43. А.с. 61997 СССР. Состав для получения защитных покрытий на ниобии и его сплавах / Хашковский С. В., Борисенко А. И., Николаева Л. В., Сиволодский Е. А., Иванов В. А., Вораксо Х. И., Фролов А. С., Кожухова В. Б. 1972. - не подлежит опубликованию в открытой печати.
  44. А.с. 138036 СССР. Суспензия для получения защитных покрытий на ниобии и его сплавах. / Борисенко А. И., Константинова Т. Н., Николаева Л. В., Петренко М. И., Хашковский С.В., Прокапало М. Г. 1980 г.
  45. Патент РФ № 2260569. Способ получения стеклокерамического покрытия / Хашковский С. В., Шилова О. А., Тарасюк Е. В. Заявлено 31.12.2003г, опубл. 20.09.2005 г.
  46. Патент РФ № 2204532, МКИ 7 С 03 В 8/02. Способ получения композиционного стеклокерамического материала / Хашковский С. В., Шилова О. А., Хамова Т. В., Реутович С.С. -№ 2001118231/03; Заявлено 02.07.2001г, опубл. 20.05.2003 Бюл. № 14.- 14 с; ил.