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 19-73-00031
НазваниеСамосмазывающиеся Ti/C/MoS2 покрытия на титановом сплаве Ti6Al4V
Руководитель Бурков Александр Анатольевич, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения Российской академии наук , Хабаровский край
Конкурс №40 - Конкурс 2019 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-603 - Фундаментальные основы создания новых металлических, керамических и композиционных материалов
Ключевые слова самосмазывающиеся покрытия, электроискровая обработка, интерметаллиды Ti-Al, сплав Ti6Al4V, селективное травление, гидротермальный синтез, аморфный углерод, нано частицы MoS2, коэффициент трения, износостойкость.
Код ГРНТИ81.09.03
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Титановый сплав Ti6Al4V широко используется в аэрокосмической, судостроительной, химической и биомедицинской областях из-за уникального сочетания его свойств: низкой плотности, высокого модуля упругости, высокой удельной прочности, химической инертности, высокой коррозионной стойкости и биосовместимости. Однако, сплав Ti6Al4V обладает низкой твердостью и высокой вязкостью, вызывающих его плохое трибологическое поведение. Это ограничивает применение данного сплава в качестве деталей подверженных трению. Усилия многочисленных исследователей направлены на решение этой проблемы путем создания защитных покрытий. Эффект достигается повышением твердости поверхностных слоев сплава, а также введением в структуру покрытия антифрикционных соединений. Твердые покрытия формируют методами азотирования и цементации титана, а также внедрением других соединений с сильными ковалентными связями (>100 кДж/моль). Недостатком данных покрытий является выделение в ходе эксплуатации абразивных частиц высокой твердости в область трения, приводящее к повышенному абразивному износу контртел. Внедрение в структуру покрытия твердых сухих смазок позволяет избежать данного эффекта. Самыми распространенными и надежными веществами среди сухих смазок являются дисульфид молибдена и графит, устойчивые в широком интервале температур. В подавляющем числе публикаций сухие смазки пытаются наносить непосредственно на поверхность титана методом лазерной наплавки. Однако, внедрение MoS2 и графита в поверхность титана этим способом приводит к их взаимодействию с титаном с образованием его сульфида и карбида. Образовавшиеся в таком режиме покрытия имеют сравнительно высокий коэффициент трения. Для создания антифрикционных покрытий на металлах требуется развитая поверхность, поры и трещины, которой заполнены частицами MoS2. Существуют различные способы создания шероховатой поверхности на сплаве Ti6Al4V: лазерное и абразивное текстурирование, создание пористого керамического слоя. В настоящей работе впервые предлагается использовать метод селективного травления интерметаллидного Ti-Al покрытия в 20% растворе KOH. За счет того, что в щелочи растворяется алюминий, но не титан, это обеспечивает высокую поверхность оставшегося титанового скелета. Формирование интерметаллидных покрытий предлагается новым методом электроискровой обработки сплава Ti6Al4V в смеси гранул из титана и алюминия. Нанесение C/MoS2 в пористую титановую структуру будет осуществляться in situ гидротермальным синтезом в растворе прекурсоров ((NH2)2CS, Na2MoO4 и C6H12O6). Эффективность полученных покрытий будет оценена по величине коэффициента трения и скорости износа в сравнении с мировыми аналогами. В ходе выполнения проекта впервые будет применен комплекс физико-химических методов формирования самосмазывающихся Ti/C/MoS2 покрытий на титановом сплаве Ti6Al4V и изучены триботехнические свойства. Кроме того, будет выявлена зависимость эффективности нанесения смазывающего компонента от концентрации алюминия и степени травления интерметаллидного покрытия.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ