Разработка научных основ создания порошковых материалов для нанесения покрытий методом холодного газодинамического напыления

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 19-19-00335

НазваниеРазработка научных основ создания порошковых материалов для нанесения покрытий методом холодного газодинамического напыления

Руководитель Косарев Владимир Фёдорович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл

Конкурс №35 - Конкурс 2019 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-205 - Разработка новых конструкционных материалов и покрытий

Ключевые слова холодное газодинамическое напыление, порошковые материалы, наноструктуированные композиционные покрытия, свойства покрытий, микрочастица, механическая и термическая обработка порошков, плазменная сферодизация

Код ГРНТИ55.22.19

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Открытие явления холодного газодинамического напыления (ХГН) заставило пересмотреть положения существовавшей ранее теории о взаимодействии гетерогенных потоков с преградами. Основным здесь стало неожиданное проявление адгезии нерасплавленных частиц к поверхности преграды и друг к другу при ударе. Последующие исследования позволили в некоторой степени объяснить и описать некоторые сопутствующие физические явления. Однако окончательной ясности и единого мнения среди исследователей до настоящего времени не сложилось. Научная значимость решения поставленной проблемы заключается в том, чтобы понять при каких условиях формируется покрытие при ХГН и как можно управлять этим процессом использованием специально созданных для решения поставленной задачи порошков и различными методами обработки коммерческих порошков перед напылением. Решение поставленных задач позволит развить научные основы получения покрытий нового поколения и откроет перспективы для создания технологий получения изделий с новыми уникальными свойствами. Актуальность предлагаемой работы обуславливается растущими требованиями к функциональным свойствам современных материалов, в том числе разнообразием комбинаций покрытие – подложка. Одним из путей решения этой задачи (улучшение свойств покрытий и получение покрытий с уникальными свойствами) является использование порошков оптимизированных для получения покрытий методом ХГН. Однако в России такие порошки не производятся. Поэтому разработка научных основ создания различных порошковых материалов, оптимизированных специально для использования при ХГН и исследование физических аспектов ХГН из таких порошков является актуальной задачей. Решение этой задачи позволит развить представления о природе ХГН, а также научиться управлять процессом формирования покрытий и их свойствами. Для решения поставленной задачи коллектив обладает кадрами высшей квалификации, с большим опытом экспериментальной работы и математического моделирования в этой области. Среди исполнителей 2 доктора наук (отмечены премией Правительства РФ в области науки и техники 2010 г.), 2 кандидат наук, 2 аспиранта и 4 студента. Кроме того, в распоряжении коллектива имеется большая часть необходимого оборудования, которое соответствует современным мировым стандартам.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. А.Е. Чесноков, А.В. Смирнов, Т.М. Видюк Impact of the rate of input of specific energy on the ball milling of aluminium in a planetary mill Journal of Physics: Conference Series, A E Chesnokov et al 2019 J. Phys.: Conf. Ser. 1404 012012 (год публикации - 2019)
10.1088/1742-6596/1404/1/012012

2. Т.М. Видюк, А.Е. Чесноков, А.В. Смирнов, В.С. Шикалов The effect of ball milling in a planetary mill on aluminium particles microstructure and properties of cold sprayed coatings Journal of Physics: Conference Series, T M Vidyuk et al 2019 J. Phys.: Conf. Ser. 1404 012049 (год публикации - 2019)
10.1088/1742-6596/1404/1/012049

3. А.В. Смирнов, А.Е. Чесноков, Т.М. Видюк Formation of the internal structure of copper particles during their ball milling followed by spheroidization Journal of Physics: Conference Series, A V Smirnov et al 2019 J. Phys.: Conf. Ser. 1404 012045 (год публикации - 2019)
10.1088/1742-6596/1404/1/012045

4. А.Е. Чесноков, А.В. Смирнов, Т.М. Видюк Influence of surface active agent on the size of metal powder particles during their ball milling in a planetary mill Journal of Physics: Conference Series, A E Chesnokov et al 2019 J. Phys.: Conf. Ser. 1404 012011 (год публикации - 2019)
10.1088/1742-6596/1404/1/012011

Публикации

1. Клинков С.В., Косарев В.Ф., Шикалов В.С., Видюк Т.М., Чесноков А.Е., Смирнов А..В. Influence of preliminary heat treatment and ball milling of copper powder on cold spray process Materials Today: Proceedings, No. 3. Vol. 25. P. 360-362. (год публикации - 2020)

2. Чесноков А.Е., Смирнов А.В., Видюк Т.М. Influence of high-energy exposures on the formation of the internal structure of copper particles Thermophysics and Aeromechanics, No 4, Vol 27, P 637-643 (год публикации - 2020)
10.1134/S0869864320040137

3. Чесноков A.E., Смирнов A.В., Батраев И.С., Видюк T.M. Детонационное напыление меди, предварительно обработанной с помощью высокоэнергетических воздействий Прикладная механика и техническая физика, № 6, Т. 61 (год публикации - 2020)
10.15372/PMTF20200600

4. Косарев В.Ф., Клинков С.В., Чесноков А.Е., Смирнов А.В., Видюк Т.М. Effect of heat treatment of bronze powder CuAl10Fe3Mn2on the microhardness of its particles IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 543 012030 (год публикации - 2020)
10.1088/1755-1315/543/1/012030

5. Клинков С.В., Косарев В.Ф., Чесноков А.Е., Смирнов А.В. и Шикалов В.С. Influence of Preliminary Heat Treatment and Ball Milling of Aluminum Powder on Cold Spray Process Solid State Phenomena, Vol. 313, pp 127-135 (год публикации - 2021)

6. Клинков С.В., Косарев В.Ф., Чесноков А.Е., Смирнов А.В. и Видюк Т.М. Investigation of Influence of Input Energy during Ball Milling of Aluminum Powder Solid State Phenomena, Vol. 313, pp 143-151 (год публикации - 2021)

7. Чесноков А.Е, Косарев В.Ф., Клинков С.В., Смирнов А.В., Видюк Т.М. Изучение изменения свойств порошка бронзы после механической и термической обработки Неорганические материалы (год публикации - 2021)

Публикации

1. Клинков С.В., Косарев В.Ф., Смирнов А.В., Чесноков А.Е., Шикалов В.С., Видюк Т.М. Cold spraying of coatings from ball milled bronze and stainless steel powders AIP Conference Proceedings, 2351, 030071 (год публикации - 2021)
10.1063/5.0051699

2. Косарев В.Ф., Клинков C.В., Смирнов A.В., Чесноков А.Е., Шикалов В.С. Production of TiC – Co and TiC – NiCr composite powders and study of their interaction with a target under cold spray conditions Journal of Physics: Conference Series, 1945 012072 (год публикации - 2021)
10.1088/1742-6596/1945/1/012072

3. Дроздов В.О., Чесноков А.Е., Черепанов А.Н., Смирнов А.В. Study of the influence of the time of mechanical processing of powder mixture of composition Ti – 25 wt. % TiN in a planetary mill on the characteristics of composite particles Journal of Physics: Conference Series, 1945 012005 (год публикации - 2021)
10.1088/1742-6596/1945/1/012005

4. Дроздов В.О., Чесноков А.Е., Смирнов А.В., Черепанов А.Н. Obtaining composite particles of Ti – 25 wt.% TiN powder by mechanical processing in a planetary mill for using in cold and thermal spray MATEC Web of Conferences, 340, 01009 (год публикации - 2021)
10.1051/matecconf/202134001009

5. Чесноков А.Е., Клинков C.В., Косарев В.Ф., Смирнов A.В., Шикалов В.С., Видюк T.M. Еffect of intensity of bronze particles mechanical treatment on cold spray process and characteristics of produced coatings Journal of Applied Mechanics and Technical Physics (год публикации - 2022)

6. Чесноков А.Е., Клинков C.В., Косарев В.Ф., Смирнов A.В., Шикалов В.С., Видюк T.M. Effect of high-temperature treatment of bronze particles on cold spray process and coatings characteristics Journal of Applied Mechanics and Technical Physics (год публикации - 2022)

7. Чесноков А.Е., Филиппов А.A. Investigation of physical properties metal-ceramic compacts TiC – NiCr produced by hot pressing Journal of Applied Mechanics and Technical Physics (год публикации - 2022)

8. Иванов К.В., Чесноков А.Е., Смирнов A.В. Application of high current pulsed electron beam irradiation to smoothing of cold spray aluminum bronze coating Vacuum (год публикации - 2022)
10.1016/j.vacuum.2021.110780

9. Дроздов В.О., Чесноков А.Е., Смирнов А.В., Черепанов А.Н. Influence Of The Inputed Energy On Producing And Properties Of Mechanically Treated Ti – TiN Composite Particles IOP Publishing (год публикации - 2021)