Исследование и разработка лазерной технологии формирования многофункциональных нано-структурированных покрытий для бытовой техники
Диссертация
Методы исследований. Поставленные задачи решались теоретическими и экспериментальными методами с учетом современных представлений о процессах взаимодействия материалов в зоне фрикционного контакта. Лабораторные испытания проводились на приборах, позволяющих с высокой точностью измерять и непрерывно записывать исследуемые параметры. Для получения всесторонней информации о структуре и свойствах… Читать ещё >
Содержание
- Глава I. Анализ условий функционирования узлов трения в бытовых машинах и приборах. Формулировка требований к защитным покрытиям. (Обзор литературы. Постановка задачи исследований.)
- 1. 1. Анализ условий эксплуатации и причин выхода из строя узлов бытовых машин и технологического оборудования предприятий бытового обслуживания и коммунального хозяйства
- 1. 2. Механизм фрикционного разрушения рабочих поверхностей
- 1. 3. Оценка применимости технологических методов повышения срока службы деталей бытовых машин и оборудования коммунального хозяйства
- 1. 4. Анализ современных и перспективных материалов для покрытий
- 1. 5. Прогнозный анализ оптимальной архитектуры слоистых и композитных покрытий на основе АПП и ДПМ-материалов
- Глава II. Методика импульсного лазерного осаждения наноструктурированных покрытий и методы их исследования
- 2. 1. Установка для импульсного лазерного осаждения покрытий
- 2. 2. Технологические режимы импульсного лазерного осаждения покрытий
- 2. 3. Методы структурно-фазового анализа сформированных покрытий
- Глава III. Химические и структурно-фазовые характеристики лазерно-осажденных покрытий из дихалькогенидов переходных металлов и углерода
- 3. 1. Химический состав ДПМ покрытий при импульсном лазерном осаждении
- 3. 1. 1. Зависимость стехиометрического состава покрытий от лазерного флюенса и давления буферного газа
- 3. 1. 2. Исследование и измерение концентрации микропримесей в покрытиях
- 3. 1. 3. Химическое состояние атомов в покрытиях
- 3. 2. Структурно-фазовое состояние лазерно-осажденных покрытий из ДПМ материалов
- 3. 2. 1. Микро- и нано-структурные особенности покрытий
- 3. 2. 2. Текстура лазерно-осажденных покрытий
- 3. 3. Структурное состояние покрытий из углерода
- 3. 1. Химический состав ДПМ покрытий при импульсном лазерном осаждении
- Глава IV. Структура и трибологические свойства слоистых и композитных покрытий на основе ДПМ материалов и углерода
- 4. 1. Лазерное осаждение слоистых ДПМ/а-С покрытий
- 4. 1. 1. Морфология ДПМ-слоев и топография поверхности
- 4. 1. 2. Химическое состояние элементов на границе МДП и а-С слоев
- 4. 1. 3. Трибологические свойства двухслойных ДПМ/а-С покрытий
- 4. 1. 4. Формирование многослойных ДПМ/а-С покрытий и исследование их трибологических свойств
- 4. 2. Лазерное осаждение нано-композитных покрытий
- 4. 2. 1. Химическое и структурное состояние нано-композитных покрытий
- 4. 2. 2. Трибологические свойства нано-композитных покрытий
- 4. 1. Лазерное осаждение слоистых ДПМ/а-С покрытий
Список литературы
- Крагельский И.В., Добычин М. Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. — 526 с.
- Гаркунов Д.Н. Триботехника (износ и безызносность): Учебник. — 4-е изд., перераб. и доп. -М.: Издательство МСХА, 2001. 616 с.
- Polzer G., Meissner F. Grundlagen zu Reibung und Verschleiss. Leipzig: VEB Deutsher Verlag fur Grundstoffindustrie, 1979. 323 p.
- Чичинадзе A.B., Темиш O.C. Динамический метод испытания подшипниковых материалов при знакопеременном трении. В кн.: Методы испытания и оценки служебных свойств материалов для подшипников скольжения: Сборник научных статей. М., 1972. — с. 41−44.
- Крагельский И.В., Гитис Н. В. Фрикционные автоколебания. — М.: Наука, 1987.-184 с.
- Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии. М.: Машиностроение, 1986. — 360 с.
- Берштейн М.Л. Структура деформированных металлов. — М.: Металлургия, 1977.-431 с.
- Польцер Г., Майсснер Ф. Основы трения и изнашивания. — М.: Машиностроение, 1984. 264 с.
- Заславский Ю.С. Трибология смазочных материалов. — М.: Химия, 1991. —240 с.
- Ю.Костецкий Б. И. Фундаментальные закономерности трения и износа. — Киев:1. Знание, 1981.-30 с.
- Гаркунов Д.Н. Триботехника. М.: Машиностроение, 1989. — 328 с.
- Елизаветин М.А. Повышение надежности машин. — М.: Машиностроение, 1973.-430 с.
- Елизаветин М.А., Сатель Э. А. Технологические способы повышения долговечности деталей машин. М.: Машиностроение, 1969. — 398 с.
- Надежность и долговечность машин/ Б. И. Костецкий, И. А. Носовский, Л. И. Бершадский, А. К Караулов. — Киев: Техника, 1975. — 405 с.
- Поверхностная прочность материалов при трении. /Под ред. Б. П. Костецкого. Киев: Техника, 1976. — 292 с.
- Повышение долговечности машин технологическими методами. /Под ред. Г. Э. Таурита. Киев: Техника, 1986. — 158 с.
- Проблемы повышения трибологических свойств деталей машин путем термической и поверхностной обработки./Под ред. К. В. Фролова. Серия НТП в машиностроении, вып. 28. — М.: Машиностроение, 1991. — 54 с.
- Рыжов Э.В. Технолошческие методы повышения износостойкости материалов и узлов трения. В кн.: Трение, изнашивание и смазка: Справочник в 2-х т., т.1. /Под ред. И. В. Крагельского и В.В. Алисина—М.: Машиностроение, 1978. — 400 с.
- Сулима A.M., Шулов В. А., Ягодкин Ю. Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. — М.: Машиностроение, 1988. — 115 с.
- Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей. -М.: Машиностроение, 1987. 208 с.
- Рыжов Э.В. Технологические методы повышения износостойкости деталей машин. Киев: Наукова думка, 1984. — 271 с.
- Рыжов Э.В., Суслов А. Г., Федоров В. П. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин. — М.: Машиностроение, 1979.— 176 с.
- Триботехнические свойства нанокомпозитных W-SE-C-покрытий на стали при испытании на воздухе / Р. И. Романов, В. Ю. Фоминский, Д. Е. Баскаков, Н. П. Мацнев, В. Шарф // Трение и износ, том XXV, № 1, 2004. с. 57−61.
- G.A.Strahl, Ml97 Lubricant Evaluation Test, AD-B205195(November 1993).
- R.L.Shubkin, Synthetic Lubricants and High Performance Functional Fluids (Dekker, New York, 1992).
- R.E.Booser, CRC Handbook of Lubrication and Tribology, Vol .III, Monitoring, Materials, Synthetic Lubricants and Applications (CRC Press, Boca Raton, FL., 1994)
- G.A.Strahl, M197 Gun Lubrication in Sand Environment, ARCCD-TR-91 008 (1992)
- G.A.Strahl, M230 Gun Lubrication Evaluation Test, ARCCD-TR-94004(1995)
- A.T.Galbato. High Temperature Solid Lubricant Bearing Development, WRDC-TR-90−2085,
- B.Bhushan and P.K.Gupta, Handbook of Tribology-Materials Coating and Surface Treatments
- H.K.Trivedi and G.T.Gerardi, High Temperature Bearing Material and Lubricant Evaluation,
- Final Report, WL-TR-96−2120 (August 1999).
- M.G.S.Naylor, Development of Wear-Resistant Ceramic Coatings for Diesel Engine Components, Vol. l, Coating Development and Tribological Testing, ORNL/SOB/987-SA581/1 (June 1992)
- R.Tom, L. Moore, W.D.Proul, and T.P.Chang, Surf. CoatTechnol.62(l993)423. 39.I.Ahmad, The Problem of Gun Barrel Erosion: An Overview, Gun Propulsion Tech., ed. L Stiefel (1988) pp.311−355.
- M.Rhoads, B. Shucktis and M. Johnson, Thin Dense Chrome Bearing Insertion Program, WL-TR-97−2053(March 1997).
- FAG Rolling Bearings with Thin-Layer Chromium Plating, FAG Pub., WL-43−1203(1994).
- R.F.Hochman, A. Erdemir, F.J.Dolan and R.I.Thom, J.Vac.Sci.Technol.A3(6) (November/December 1995) 2348.
- L.Rosado, V.K.Jain and H.K.Trivedi, Wear 212(1997) 1.
- R.Wei, PJ. Wilbur, M. Liston and G. Lux, Wear 162−164(1993) 558.
- M.Shin, L. Hultman, S.A.Barnett, J. Mater. Res.7 (1992)901
- W.D.Sproul, J.Vac. Sci. Technol. A 12 (1994) 1595.
- B.M.Clemens, H. Kung, S.A.Darnett, MRS Bull.2 (1999) 20.
- S.Veprek, S. Reiprich, Thin Solid Films 268 (1995) 64.
- S.Veprek, Thin Solid Films 268 (1995) 64.
- J.S.Zabinski, M.S. Donley, VJ. Dyhouse, N.T.McDevitt, Thin Solid Films 214 (1992) 156.
- J.S.Zabinski, M.S.Donley, N.T.McDevitt, Wear 165 (1993) 103.
- J.Musil, Surf. Coat. Technol. 125 (2000) 322.
- A.G.Dias, J.H. Van Breda, P. Moreto, J. Ordelman, Proc. 10th Euro.Conf. on Chemical Vapour Deposition, Venice, Italy, September 10, 1995, J. de Physique, IV (5), 1995, p. C5.831.
- J.Musil, H. Polakova, V. Cibulka, Czech.J.Phys.49 (1999) 359.
- S.Veprek, Surf. Coat. Technol. 97(1997) 15.
- C.Mitterer, P. Losbichler, M. Besschliesser, et al., Vacuum 50 (1998) 313.
- C.Mitterer, P.H.Mayrhofer, M. Beschliesser et al., Surf. Coat. Technol. 120−121(1999) 405.
- M.Irie, H. Ohara, A. Nakayama, N. Kitagawa, T. Nomura, Nucl. Instrum. Methods
- Phys.Res. B 121 (1997) 133.
- J.Musil, P. Zeman, H. Hruby, P.H.Mayrhofer, Surf. Coat. Technol. 120−121 (1999)179.
- J.Musil, J. Vlcek, Mater. Chem. Phys. 54 (1998) 116.
- J.Musil et al. Thin Solid Films. 230(2000) 24.
- J.Musil et al. Surf. Coat. Technol. (in press).
- M.Benda, J. Musil, Vaacuum 55 (1999) 171.
- A.A.Voevodin, S.V.Prasad, J.S.Zabinski, J.Appl. Phys. 82 (1997) 855.
- M.P.Deplancke-Ogletree, O.R.Monteiro, J.Vac. Sci. Technol. A 15(1997) 1943.
- A.A.Voevodin, J.P. O’Neill, S.V.Prasad, J.S.Zabinski, J.Vac. Sci. Technol. A171999)986.
- O.R.Monteiro, M.P.Delplancke-Ogletree, R.J.Lo, R. Winaand, I. Brown, Surf. Coat. «Technol. 94/95(1997)986.
- H.Dimigen, C.-P.Klages, Surf. Coat. Technol.49(1991) 543.
- K.Bewilogua, H. Dimigen, Surf. Coat. Technol.61(1993) 144.
- J.E.Sundgren, B.-O.Johanson, S.-E.Karlsson, Thin Solid Films 105(1983) 353.
- H.Holleck, J.Vac. Sci. Technol. A4(1986) 2661.• 73. O. Knotek, F. Loffler, G. Kramer, Surf. Coat. Technol.59(1993) 14.
- S.Veprek, J.Vac. Sci. Technol. A 17(1999)2401.
- G.E.Dieter, Mechanical Metallurgy, 2nd ed., McGraw-Hill, New York, 1976.
- M.Marder, J. Finberg, Phys. Today 49(9)(1996)24.
- S.T.Mileiko, Metal and Ceramic Based Composites, Elsevier, New York, 1997.
- J.Karch, R. Birringer, H. Gleiter, Nature 330 (1987) 556.
- O.D.Sherby, J. Wadswoth, Prog. Mater. Sci. 33 (1989) 169.
- T.G.Nieh, J. Wadswoth, F. Wakai, Int. Mater. Rev. 36 (1991) 146.• 81. T.G.Langdon, Mater. Sci. Eng. A (1993) 67.
- C.C.Koch, D.G.Morris, K. Lu, A. Inoue, MRS Bull.24(2)(1999)54.
- T.G.Langdon, Mater. Sci. Forum 189/190 (1995) 31• 85. O.D.Sherby, T.G.Nieh, J. Wadswoth, Mater. Sci. Forum 243 (1997) 11.
- J.Schiotz, F.D.D. Tolla, K.W.Jacobson, Nature 391 (1998) 561.
- A.A.Voevodin, M.S.Donley, M.S.Donley, J.E.Bultman, Surf. Coat. Technol. 771 995)534.
- A.A.Voevodin, M.A.Capano, A.J. Safriet, M.S.Donley, J.S.Zabinski, Appl. Phys. Lett. 69 (1996) 188.
- A.A.Voevodin, J.S.Zabinski, J. Mater. Sei. 33 (1998) 319.
- A.A.Voevodin, M.A.Capano, S.J.P.Laube, M.S.Donley, J.S.Zabinski, Thin Solid1. Films 298 (1997) 107.
- M.Yan, T.G.Langdon, Metal. Mater. Trans. A: Phys. Metal. Mater.Sci. 27(1996)873.
- D.J.Schissler, A.H. Chokshi, T.G. Nieh, J. Wadswoth, Acta Metal, Mater. 39 (1991)3227.
- A.A.Voevodin, J.S.Zabinski, Diam. Rel. Mater. 7 (1998) 463.
- A.A.Voevodin, J.P.O'Neill, J.S.Zabinski, Thin Solid Films 342 (1999) 194.
- A.A.Voevodin, A.W.Phelps, M.S.Donley, J.S.Zabinski, Diam. Rel. Mater. 5 (1996) 1264.
- R.H.Savage, J. Appl. Phys. 19 (1948) 1.
- M.N. Cardos, Proceedings of the First World Tribology Congress on New Directions in Tribology, September 8−12, 1997, London, Mechanical Engineering Publications, London, 1997, p.229.
- H.Zaidi, T.L.Huu, D. Palmer, Diam. Rel. Mater. 3 (1994) 787.
- RX.Fusaro, Lubr. Eng.3 (1995) 182.
- P.D.Fleischauer, Proceedings of the First World Tribology Congress on New Directions in Tribology, September 8−12, 1997, London, Mechanical Engineering Publications, London, 1997, p.217
- W.O.Winer, Wear 10 (1967) 422.
- S.V. Prasad, J.S. Zabinski, N.T.McDevitt, Tribol. Traans. (1995) 38.
- C.Pritchard, J.W.Midgley, Wear 113 (1969) 39.
- S.Prasad, J. Zabinski, Nature 387 (1997) 761.
- P.D.Fleischauer, ASLE Trans. 27 (1984) 82.
- S.V.Prasad, J.S.Zabinski, J.Mater. Sei. Lett. 12 (1993) 1413.
- M.R.Hilton, R. Bauer, P.D.Fleischauer, Thin Solid Films 188 (1990) 219.
- J.Moser, F. Levy, J. Mater. Res. 8 (1993) 206. > 109.J.S.Zabinski, M.S. Donley, S. V. Prasad, N.T.McDevitt, J.Mater. Sci.29 (1994)4834.
- A.A.Voevodin, J.P.Zabinski, J.P.O'Neill, J.S.Zabinski, Tribol. Lett. 6(1999)75.
- K.L. Holmberg, H. Ronkainen, A. Matthews, Proc. 1st World Tribol. Cong, on New Directions in Tribology, September 8−12, 1997, Mechanical Engineering Publications, London, 1997, p.251.
- F.G.Fisher, A .D.Cron, R.G.Muber, Publication Grease Institute 46, NLGI, 1982, p.190.• 115. А. М. Петлюк, Л. Н. Зентюрихина, O.B.Лазовская, Т. П. Юхно, Трение и износ, 8 (1987) 740.
- M.N.Gardos, Tribol. Trans. 31 (1988) 214.
- Н.К.Мышкин, М. И. Петроковец, Трибология, ИММС НАНБ, Гомель, 2002.
- Мацнев Н.П., Смирнов A.JI. Компьютерный мониторинг пучковой технологии осаждения нано-структурированных покрытий/ IX научнопрактическая конф. «Наука-сервису». Материалы секции «Информационные системы». М.: МГУС, 2004. С.28−30.
- Романов Р.И., Фоминский В. Ю., Баскаков Д. Е., Мацнев Н. П., Шарфф В. Триботехнические свойства нанокомпозитных W-Se-C покрытий на стали при испытании на воздухе // Трение и износ. 2004. Т.25. № 1. С.57−62.
- Фоминский В.Ю., Романов Р. И., Смирнов А. Л., Мацнев Н. П. Структурообразование и трибологические свойства покрытий MoSex, формируемых импульсным лазерным осаждением// Перспективные материалы. 2004. № 6. С.70−77.