Дослідження поверхневих фізико-хімічних процесів і впливу структури та фазового складу при напилюванні плазмових багатофазових покриттів із керамічними і нанорозмірними складовими на адгезійно – когезійні, міцнісні, демпфувальні характеристики та механізми деформації і руйнування композиційної системи «основа – покриття»

Керівник – Копилов Вячеслав Іванович, доктор технічних наук, професор.

За даним напрямком здійснюються:

• дослідження фізико-хімічних процесів при формуванні плазмових покриттів, математичне моделювання контактної взаємодії, з врахуванням параметрів напилюваних частинок та мікрорельєфу, особливостей деформування, дефектності структури і енергетичного стану частинок і поверхні твердого тіла;
• на основі експериментально - розрахункової методики проводиться оцінка адгезійних, когезійних, пружних  характеристик покриттів, їхньої тріщиностійкості, на базі розгляду енергетичного балансу системи в момент виникнення тріщини в умовах дії зовнішнього навантаження, що може призводити відшарування або розтріскування покриттів;
• проводиться комплекс науково-дослідних робіт, цілеспрямованих на управління процесами плазмового (газотермічного) напилювання композиційних, у тому числі керамічних, покриттів з направлено - орієнтованими структурами і з наявністю нерівноважних нанодисперсних фаз.

 Матеріали і методика досліджень

а) структура наночасток в покритті; б) двовимірна модель атомної структури нанокристалічного матеріалу

МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПОКРИТТІВ

Установка для дослідження матеріалів з покриттями на згин

Основні елементи: а) персональний комп'ютер, б) механічна частина, в) панель керування, г) АЦП, д) джерело живлення АЦП

Схематичне зображення та електрична схема установки для дослідження електропровідності

1 - зразок з покриттям; 2 - затискачі; 3 - діодний міст; 4 - понижуючий трансформатор; 5 - лабораторний автотрансформатор

Установка для вимірювання внутрішнього тертя

(а)                                                        (б)

а) загальний вигляд  б) спрорщена схема установки

МОДЕЛІ РУЙНУВАННЯ МАТЕРІАЛІВ З ПОКРИТТЯМ, ЩО ДОСЛІДЖУЮЮТЬСЯ

Типи тріщин в системі покриття-основа: а) тріщина розтріскування; б) тріщина відшаровування; в) тріщина в покритті в площині паралельній границі розподілу; г) тріщина в основі в площині паралельній границі розподілу

Поява первинної тріщини

МІКРОСТРУКТУРНА МОДЕЛЬ ВЗАЄМОДІЇ РОЗПЛЮЩЕНИХ ЧАСТИНОК В ПОКРИТТІ

Схематичне зображення фрагменту системи основа – покриття для різних варіантів виникнення тріщин

1 – трансламелярна тріщина; 2 – межламелярная тріщина; 3 – тріщина на границі розділу (міжфазна тріщина); 4 – транскристалітна тріщина; 5 – міжкристалітна тріщина; 6 – міжфазна тріщина

Криві навантаження – прогин для зразків при випробуваннях на згин для різних видів покриттів