Спосіб формування нанокомпозитного покриття на поверхні виробу

 

Винахід відноситься до області машинобудування, зокрема, до способів утворення захисних покриттів на деталі (вироби), що мають тонкостінні і товстостінні частини, схильних до механічних навантажень, високих температур, впливу агресивного середовища. Винахід може бути використано в енергетичному машинобудуванні для захисту лопаток турбін і компресорів, валів, золотників, а також елементів запірно-регулюючої арматури від ерозії, корозії та теплового впливу.

В даний час широке поширення одержали методи нанесення захисних покриттів у вакуумі шляхом фізичного осадження на поверхню, що захищається, з утворенням сполук, стійких до руйнуючого впливу - механічним, хімічним, тепловим. Такі покриття наносяться в декілька шарів з використанням електродугового джерела розпорошується матеріалу (див. пат.RU №2373302 МПК8С23С 14/06, опубл. 20.11.2009).

Проте покриття, що отримується відомим способом, не забезпечує необхідної якості підготовки поверхні.

Найбільш близьким за технічною сутністю до винаходу є спосіб нанесення нанокомпозитного покриття на поверхню сталевого вироби (пат. UA №243796�виключають в тому, що після механічної обробки вироби і приміщення його в вакуумну камеру виробляють очищення вироби і вакуумної камери в середовищі інертного газу, іонне травлення та іонно-плазмене азотування поверхонь виробу, нанесення покриття методом фізичного осадження з парової фази.

Проте в процесі очищення аргоном, азотування і формування покриття не забезпечується однорідне поле температур на тонкостінних і товстостінних частинах виробу, що знижує якість покриття і не забезпечує необхідний термін служби при роботі виробу в умовах ерозії, корозії і високих температур.

Технічною задачею винаходу є підвищення терміну служби покриття в умовах ерозії, корозії і високих температур.

Рішення цієї технічної задачі досягається тим, що у відомому способі формування нанокомпозитного покриття на поверхні виробу, що мають тонкостінні і товстостінні частини і виконаних із сталі або титанового сплаву, що включає очищення виробів у вакуумній камері в середовищі інертного газу, іонне травлення, іонно-плазмене азотування, чередующееся з іонним травленням, нанесення нанокомпозитного покриття методом фізичного осадження з парової фа�ного азотування, почергового з іонним травленням, і нанесення нанокомпозитного покриття, вирівнюють температуру тонкостінних і толстостенни частин виробів шляхом їх розміщення так, щоб товстостінна частина одного виробу розташовувалася між товстостінними частинами інших виробів, при цьому зазначене нанесення нанокомпозитного покриття проводять шляхом нанесення мікрослоя з наношарів товщиною 1-100 нм з титану і хрому і подальшого нанесення мікрослоя з наношарів товщиною 1-100 нм з нітридів титану і хрому.

Крім того, мікрошар з титану і хрому наносять товщиною 0,3-0,8 мкм шляхом послідовного проходження вироби перед магнетронами з мішенями із зазначених матеріалів.

Крім того, мікрошар з нітридів титану і хрому наносять товщиною 2,5-3 мкм шляхом послідовного проходження вироби перед магнетронами з мишенними з титану і хрому при подачі в камеру азоту.

Спосіб формування покриття здійснюється наступним чином.

Вироби полірують, знежирюють в ультразвуковій ванні, обробляють бензино-спиртовою сумішшю, піддають термообробці в сушильній шафі. Підготовлені таким чином вироби розміщують на каруселі у вакуумній камері, розміщуючи їх таким чином, щоб ної камери і відкачування повітря з неї виробляють одночасно. Крім прискорення процесу одночасне проведення нагріву камери і створення в ній вакууму доцільно для десорбції раніше адсорбованих поверхнею виробів парів води і робочих рідин вакуумних насосів, а також розчинників, якими обробляли вироби.

Проводять очищення поверхні виробів і вакуумної камери в тліючому розряді від адсорбованих парів води, розчинників і т. п., для чого на карусель подають напругу від 1000 до 1200 В, а в вакуумну камеру впускають інертний газ, наприклад, аргон. Далі здійснюють іонне травлення поверхні. Для травлення очищеної поверхні збільшують щільність потоку іонів на виробі. Для цього включають магнетрони, які в даному випадку відіграють роль генераторів плазми, однак вибирають такий режим їх роботи, щоб швидкість осадження розпорошеного металу була менше швидкості його стравлювання. При цьому для видалення стравленного матеріалу з поверхні виробу тиск аргону повинна бути низькою, такою, щоб довжина вільного пробігу частинки була порівнянна з відстанню від виробу до стінки камери. Найбільш інтенсивне травлення відбувається, коли вироби проходять між магнетронами. Застосування магнетронів в процесі травленктродугових розпилювачів. Травлення проводять до появи на поверхні виробу характерного малюнка зерен металу, і в результаті отримують непорушену механічною і хімічною обробкою поверхню виробу. Враховуючи, що матеріали з сталей і титанових сплавів мають малу теплопровідність, температура поверхневого шару тонкостінних і товстостінних частин виробу буде різною. Можливий перегрів тонкостінних частин і неконтрольоване зміна структури металу, фазові переходи і т. п. Якщо ж для вирівнювання поля температур циклічно включати/відключати подачу потенціалу на виріб, що має тонкостінні і товстостінні частини, то процес очищення може займати багато часу і приводити до "огрубінню" поверхні.

Протравлену таким чином поверхню виробу піддають іонно-плазмового азотування. Азотування поверхні полягає в дифузійному насиченні азотом приповерхневого шару металу глибиною до 500 мкм, в результаті чого утворюється розчин азоту в металі. Твердість поверхні може зрости в чотири і більше разів від вихідної величини, зменшуючись з глибиною до твердості вихідного матеріалу. Це необхідно для виключення різкої зміни твердості на грай зоні матеріалів покриття і основи. Травлення поверхні перед азотуванням дозволяє забезпечити дифузію азоту на велику глибину і освіта більш однорідного і насиченого розчину азоту в металі. Азотування здійснюють шляхом подачі в камеру газоподібного азоту і нагрівання виробу за підтримки магнетронним розрядом, який підвищує інтенсивність дифузії азоту.

По закінченні іонно-плазмового азотування проводять додаткове іонне травлення для видалення утворених на поверхні виробів сполук азоту, які в подальшому перешкоджають високої адгезії нанокомпозитного матеріалу покриття. Проведення азотування здійснюється в N етапів, де N - ціле число і вибрано з умови N≥1, чергуються з іонним травленням, оскільки утворюються на поверхні виробу сполуки азоту зменшують швидкість проникнення азоту в матеріал. В результаті формується чиста поверхня металу з твердим приповерхностним шаром, готова до нанесення нанокомпозитного покриття.

Нанокомпозитное покриття формують методом фізичного осадження з парової фази за допомогою магнетронів, послідовно чергуючи шари різних матеріалів. Першим наносять мікрошар з титану, хрому загальною товщиною 0�ються при послідовному проходженні вироби перед магнетронами з мішенями з різних матеріалів, що розпилюються - титану, хрому.

Потім наносять другий мікрошар з нітридів титану, хрому загальною товщиною 2,5-3 мкм. Цей мікрошар також складається з наношарів товщиною від 1 до 100 нм і утворюється при послідовному проходженні вироби перед магнетронами з мішенями з титану, хрому при подачі в камеру азоту. В результаті формується щільний беспористий шар. Далі операції повторюють, і в результаті отримують нанокомпозитное захисне покриття загальною товщиною 5,9-7,6 мкм або більше. Товщина наношарів регулюється зміною швидкості обертання каруселі і потужності магнетронного розряду. Товщина мікрослоев регулюється часом формування покриття.

Експериментально виявлено, що найкращі характеристики покриття досягаються в зазначених діапазонах товщин мікро - і наношарів.

Для дослідження властивостей нанокомпозитного покриття, нанесеного описаним вище способом, були виготовлені зразки зі сталі 20Х13 і титанового сплаву ВТ-6. Перша група (I) зразків обробці не піддавалась. На поверхню зразків другої групи (II) було нанесено нанокомпозитное покриття, що складається з шарів (Ti+Cr)/(TiN+CrN), при цьому азотування проводилося після очищення аргоном, проводилося іонне травлення після азотування,�ой камері тільки "замками" вгору. Обробка зразків третьої групи (III) відрізнялася від обробки зразків другої групи тим, що зразки розміщувалися на макетах робочих лопаток парових турбін, встановлених в вакуумній камері поперемінно "замками" то вгору, то вниз. Перша група була контрольною, і ерозійна стійкість зразків другої і третьої груп визначалася по відношенню до ерозійної стійкості зразків першої групи. Дослідження проводилося на стенді «ЕРОЗІЯ-М» НДУ МЕІ, його результати наведені в таблиці.

Таким чином, саме чергування при розміщенні тонкостінних частин виробів між товстостінними частинами виробів дозволяє збільшити ерозійну стійкість виробів, а значить, і термін їх служби.

Група зразківВідносна ерозійна стійкість
I1,0
II3,7-4,3
III4,4-4,7

Однак пропонований спосіб формування нанокомпозитного покриття не обмежується описаними вище комбінаціями матеріалів для нанесення шарів. Вдельних випадках обробка поверхні згідно пропонованого способу може проводитися з використанням в якості напилюваного матеріалу різних елементів, наприклад, Ti, Ni, Co, Cr, Al, Y, Zr, Hf, V, Та, Мо, W,, Si, або З будь-якого сплаву на основі зазначених елементів. Як реакційного газу можливе застосування азоту, кисню, вуглеводнів, парів кремнеорганических і боромістких рідин, а також будь-якої суміші зазначених газів.

При реалізації способу можливе розташування магнетронів на периферії вакуумної камери та/або в центрі неї, що зменшує час обробки виробу.

Приклад конкретної реалізації способу:

- полірування вироби, знежирення ультразвуком і протирання бензино-спиртовою сумішшю, сушка у шафі при t=55°С;

- розміщення виробів на каруселі у вакуумній камері, одночасний нагрів і відкачування вакуумної камери Т=145°С, Рост=10-4Па;

- іонне очищення аргоном, Р=1,4 Па, t=10 хв, Uзміщення=1120;

- іонне травлення, Р=0,19 Па, t=15 хв, Uзміщення=1120 В, напруга на магнетронах - по 160;

- азотування, Р=1,9 Па, t=65 хв, Uзміщення=1120;

- іонне травлення, Р=0,19 Па, t=15 хв, Uзміщення=1120 В, напруга на магнетронах - по 160;

- формування багатошарового нанокомпозитного покриття, що складається з шарів Ti, Cr по режиму Р=0,25 Па, t=15 хв, Uзміщення=65 В, напруга на магнетронах - 480-520 Ст.

- формения=70 В, напруга на магнетронах - з 490 - 530 Ст.

- формування багатошарового нанокомпозитного покриття, що складається з шарів Ti, Cr по режиму Р=0,25 Па, t=14 хв, Uзміщення=65 В, напруга на магнетронах - 480-520;

- формування багатошарового нанокомпозитного покриття, що складається з шарів TiN, CrN по режиму Р=0,3 Па, t=60 хв, Uзміщення=70 В, напруга на магнетронах - за 490-530 Ст.

Використання винаходу забезпечує збільшення терміну служби нанокомпозитного покриття.

Під виробом (деталлю), мають тонкостінні і товстостінні частини, розуміється виріб з сильно змінною площею поперечного перерізу, наприклад, лопатка газової або парової турбіни, шток, шибер запірно-регулюючої арматури.

1. Спосіб формування нанокомпозитного покриття на поверхнях виробів, що мають тонкостінні і товстостінні частини і виконаних із сталі або титанового сплаву, що включає очищення виробів у вакуумній камері в середовищі інертного газу, іонне травлення, іонно-плазмене азотування, чередующееся з іонним травленням, нанесення нанокомпозитного покриття методом фізичного осадження з парової фази за допомогою магнетронів, відрізняється тим, що під час очищення виробів в Ѹ нанесення нанокомпозитного покриття вирівнюють температуру тонкостінних і товстостінних частин виробів шляхом їх розміщення так, щоб тонкостінна частина одного виробу розташовувалася між товстостінними частинами інших виробів, при цьому зазначене нанесення нанокомпозитного покриття проводять шляхом нанесення мікрослоя з наношарів товщиною 1-100 нм з титану і хрому і подальшого нанесення мікрослоя з наношарів товщиною 1-100 нм з нітридів титану і хрому.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що мікрошар з титану і хрому наносять товщиною 0,3-0,8 мкм шляхом послідовного проходження вироби перед магнетронами з мішенями із зазначених матеріалів.

3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що мікрошар з нітридів титану і хрому наносять товщиною 2,5-3 мкм шляхом послідовного проходження вироби перед магнетронами з мішенями з титану і хрому при подачі в камеру азоту.



 

Схожі патенти:

Спосіб локальної обробки матеріалу при азотуванні в тліючому розряді

Винахід відноситься до галузі термічної і хіміко-термічної обробки і може бути використане в машинобудуванні та інших галузях промисловості для поверхневого зміцнення матеріалів. Спосіб азотування сталевої деталі в плазмі тліючого розряду включає розміщення сталевої деталі і перфорованого екрану у вакуумній камері, здійснення катодного розпилення, вакуумний нагрівання деталі в плазмі тліючого розряду, що складається з суміші азотсодержащего і інертного газів, з формуванням ділянок з різнорідною структурою сталі, при цьому перехідна ділянка між ділянками з різнорідною структурою має микронеоднородную структуру з поступовою зміною одного виду в інший. Різнорідну структуру формують у вигляді макронеоднородной структури сталі за допомогою перфорованого екрану, виконаного з отворами діаметром d, причому d>4·l, де l - товщина катодного шару, та щільно прилягає до оброблюваної деталі для забезпечення можливості отримання на поверхні ділянок, азотованих в тліючому розряді, що чергуються з неазотированними ділянками. Забезпечується підвищення контактної довговічності і зносостійкості зміцненого шару за рахунок локальної опрацювання�

Спосіб локальної обробки матеріалу з ефектом порожнистого катода при іонному азотуванні

Винахід відноситься до галузі термічної і хіміко-термічної обробки і може бути використане в машинобудуванні та інших галузях промисловості для поверхневого зміцнення матеріалів. Спосіб азотування сталевої деталі в плазмі тліючого розряду включає розміщення сталевої деталі і перфорованого екрану у вакуумній камері, здійснення катодного розпилення, вакуумний нагрівання деталі в плазмі тліючого розряду, що складається з суміші азотсодержащего і інертного газів, з формуванням ділянок з різнорідною структурою сталі, при цьому перехідна ділянка між ділянками з різнорідною структурою має микронеоднородную структуру з поступовою зміною одного виду в інший. Різнорідну структуру сталі формують у вигляді макронеоднородной структури допомогою перфорованого екрану, виконаного з отворами діаметром d, причому 2·l<d<4·l, де l - товщина катодного шару, та щільно прилягає до оброблюваної деталі, для забезпечення можливості отримання на поверхні чергуються азотованих в тліючому розряді з ефектом порожнистого катода ділянок з неазотированними ділянками. Забезпечується підвищення контактної довговічності і зносостійкості зміцненого сло

Спосіб локальної обробки матеріалу з ефектом порожнистого катода при іонному азотуванні

Винахід відноситься до галузі термічної і хіміко-термічної обробки і може бути використане в машинобудуванні та інших галузях промисловості, для поверхневого зміцнення матеріалів. Спосіб азотування сталевої деталі в плазмі тліючого розряду включає катодне розпилення, вакуумний нагрівання деталі в плазмі тліючого розряду, що складається з суміші азотсодержащего і інертного газів, з формуванням ділянок з різнорідною структурою сталі, при цьому перехідна ділянка між ділянками з різнорідною структурою має микронеоднородную структуру з поступовою зміною одного виду в інший. Різнорідну структуру формують у вигляді макронеоднородной структури сталі за допомогою перфорованого екрану, виконаного з отворами діаметром d, причому d>4·l, де l - товщина катодного шару, та щільно прилягає до оброблюваної деталі, і екрану для створення ефекту порожнистого катода, щільно прилягає до перфорированному екрану, для забезпечення можливості отримання на поверхні ділянок, азотованих в тліючому розряді з ефектом порожнистого катода, що чергуються з неазотированними ділянками. Забезпечується підвищення контактної довговічності і зносостійкості зміцненого сло

Спосіб і пристрій для прискореного азотування деталей машин з використанням імпульсів електромагнітного поля

Винахід відноситься до машинобудування, зокрема до способу ионоазотирования деталей машин з використанням імпульсів електромагнітного поля. Забезпечують подачу в камеру для азотування реакційного газу, його нагрів з одночасним генеруванням у камері змінного електромагнітного поля за допомогою соленоїда. Всередині соленоїда розташовують оброблювану деталь з напрямом вектора магнітної індукції перпендикулярно до оброблюваної поверхні деталі і зміною в процесі азотування його величини з формуванням прямокутних імпульсів, тривалість і періодичність яких забезпечує прискорення руху та впровадження іонів азоту в оброблювану поверхню за рахунок вертикального фронту наростання напруженості магнітного поля. Пристрій для здійснення зазначеного способу містить камеру для азотування деталі, пристрій для подачі реакційного газу в згадану камеру на оброблювану деталь, нагрівальний пристрій і пристрій для генерування електромагнітного поля. Пристрій для генерування електромагнітного поля виконано у вигляді розташованого навколо згаданої камери соленоїда, що забезпечує генерування імпульсного елек�брабативаемой поверхні, що знаходиться всередині нього деталі. Забезпечується одночасне прискорення процесу азотування і підвищення механічних властивостей приповерхневих шарів матеріалу, що формуються в результаті одночасного азотування і впливу як на іони азоту, так і на матеріал оброблюваної деталі імпульсами порівняно малопотужного магнітного поля. 2 н. і 2 з.п. ф-ли, 3 іл.
Винахід відноситься до способу іонно-плазмового азотування довгомірної сталевої деталі. Спосіб включає нагрівання деталі, ізотермічну витримку, попереднє азотування, остаточне азотування та охолодження. Починають охолодження до температури 530°C до 370-390°C протягом 100-140 хвилин в плазмі тліючого розряду. Потім проводять охолодження до 240-260°C протягом 100-140 хвилин. Остаточне охолодження до 140-160°C протягом 100-140 хвилин проводять у печі без впливу плазми. Подачу іонізуючих газів здійснюють циклічно. При нагріванні до температури 200-220°C ведуть подачу газової суміші водень, азот, метан протягом 15-20 хвилин, далі до температури нагріву 400-440°C протягом 100-140 хвилин і при ізотермічній витримці протягом 20-40 хвилин здійснюють подачу водню, а при подальшому нагріванні до 480°C подають водень протягом 20-30 хвилин. Попереднє азотування ведуть з участю водню і азоту протягом 100-140 хвилин, а остаточне азотування ведуть з участю азоту, водню і метану протягом 14-16 годин. Охолодження до температури 530°C - 370-390°C ведуть в середовищі азоту і водню протягом 120 хвилин і подальше охолодження до 150-170°C протягом 240 хвилин ведуть з участю лише азоту. В результаті досягається сохраЀаботки і збереження поверхні металу від утворення окисної плівки.

Спосіб виготовлення деталей машин з отриманням субмікро - та наноструктурованого стану дифузійного приповерхневого шару при азотуванні

Винахід відноситься до машинобудування, зокрема до способів підвищення механічних властивостей приповерхневих шарів деталей машин із сплавів на основі заліза з отриманням субмікро - або наноструктурованого стану дифузійних шарів. Спосіб включає збирання пакета з поперемінно чергуються сталевих листів, що мають різний хімічний склад, вакуумування і нагрівання пакету, гарячу деформацію пакета по висоті при температурі, що знаходить між значеннями температур поліморфних перетворень обох сплавів, при цьому після гарячої деформації з пакету вирізають заготовки деталей таким чином, щоб при подальшому азотування напрямок міжшарових меж у заготівлі деталі збігалося з напрямком дифузійного потоку азоту, після чого проводять азотування з отриманням субмікро - та наноструктурованого стану дифузійного приповерхневого шару на поверхні деталі. Спосіб дозволяє підвищити механічні властивості приповерхневих шарів матеріалу, що формуються в результаті азотування, і, відповідно, збільшити довговічність деталей. 9 іл., 1 пр.

Спосіб формування микроструктурированного шару нітриду титану

Винахід відноситься до способу формування микроструктурированного шару нітриду титану. Формування микроструктурированного шару нітриду титану здійснюють шляхом впливу на титанову основу фемтосекундним лазерним випромінюванням з енергією в імпульсі близько 100 мкДж і з щільністю потужності в імпульсі порядку 1013 Вт/см2 в середовищі рідкого азоту. Забезпечуються зносостійкі і корозійно-стійкі покриття на виробах з титану і його сплавів, а також поліпшуються антифрикційні властивості їх поверхонь. 2 іл.

Спосіб азотування деталей машин з отриманням наноструктурованого приповерхневого шару і шару склад

Винахід відноситься до машинобудування, зокрема до способу азотування деталей вузлів тертя ковзання з отриманням наноструктурованого приповерхневого шару. Проводять попередню термообробку деталей шляхом гартування при температурі 920-940°C, подальшого високого відпустки з нагріванням до 600-650°C протягом 2-10 годин і видалення зневуглецьованого шару. Потім здійснюють іонно-плазмене азотування в діапазоні температур 500-570°C при напрузі на катоді 300-320 B, щільності струму 0,20-0,23 мА/см2, при використанні в якості газового середовища аміаку зі ступенем дисоціації від нуля до 80%, витрати аміаку до 20 дм3/год, тиск у камері при катодному розпиленні 1,3-1,35 Па, при насиченні 5-8 ГПа. Зазначене азотування проводять в режимі циклічної зміни температури і ступеня дисоціації аміаку, при цьому в першій половині циклу температура становить 570°C при максимальному азотному потенціалі, а у другій половині циклу температуру знижують до 500°C, при цьому азотний знижують потенціал за рахунок збільшення ступеня дисоціації аміаку до 40-80%, при цьому кількість згаданих циклів повинно бути не менше 10. Азотированная деталь має приповерхневих шар, що містить дифузійний шар з α-фазою з наноразм� з твердими включеннями, представляють собою наночастинки нітридів заліза ε-фази, сформовані шляхом фазової локальної перекристалізації решіток нітридів заліза, яка забезпечується циклічним зміною температури азотування і ступеня дисоціації аміаку. Забезпечується підвищення зносостійкості приповерхневих шарів матеріалу і збільшується довговічність вузлів тертя ковзання з матеріалу з таким складом приповерхневого шару. 2 н.п. ф-ли, 1 табл., 2 іл.
Винахід відноситься до способів підвищення стійкості металу до корозії і може бути використане в підземному трубопровідний транспорт
Винахід відноситься до області обробки поверхні довгомірних прецизійних циліндрів свердловинних насосів, що працюють в умовах абразивного зносу

Спосіб отримання щільного тепловідбивного просвітлюючого покриття для прозорих пластикових виробів

Винахід відноситься до вакуумної технології, а саме до технології виготовлення багатошарових функціональних покриттів для органічних підкладок, в тому числі зміцнюючих тепловідбівних просвітлюючих покриттів для прозорих пластикових виробів, наприклад для екранів засобів індивідуального захисту, методом магнетронного розпилення. Спосіб отримання щільного тепловідбивного просвітлюючого покриття для прозорого пластикового виробу включає формування підшару, нанесення тепловідбивного шару оксиду олова Sn2 і нанесення просвітлюючого шару діоксиду кремнію SiO2. Згадані шари наносять магнетронним розпиленням в середовищі аргону і кисню. В якості підшару наносять зміцнюючої адгезійний шар оксиду кремнію SiOx, при 1,5≤x<2,0, толщной (2,7-3,3)·λ0/4, де λ0=550нм, тепловідбивний шар оксиду олова Sn2 наносять товщиною(3,6-4,4)·λ0/4 і просвітлюючий шар діоксиду кремнію SiO2 - завтовшки (0,9-1,1)·λ0/4. Забезпечується підвищення механічної міцності на стирання зміцнювального тепловідбивного просвітлюючого покриття. 2 іл., 3пр.

Спосіб осадження тонких плівок оксиду церію

Винахід відноситься до технології тонких плівок, зокрема до способу формування рівномірних по товщині плівок оксиду церію (CeO2) на підкладках складної просторової конфігурації, і може бути використане для створення рівномірних по товщині плівок оксиду церію при вирішенні ряду завдань нанотехнології, енергозберігаючих технологій, електронної, атомної та інших областях науки і техніки. Спосіб включає магнетронне розпилення металевої мішені церію в робочій камері в атмосфері, що містить інертний газ і кисень, і осадження на підкладку шару оксиду церію, при цьому підкладку розміщують на аноді в області зони активного розпилення мішені на відстані від мішені R, що перевищує глибину зони термализации L розпорошених атомів мішені, при співвідношенні R/L в діапазоні 1,2÷1,5. Технічним результатом винаходу є формування рівномірних по товщині покриттів оксиду церію на підкладках складної просторової конфігурації. 2 іл., 1 пр.

Вакуумнодуговой випарник для генерування катодної плазми

Вакуумнодуговой випарник призначений для генерування катодної плазми і може використовуватися для отримання різних типів покриттів або плівок різноманітного призначення шляхом осадження іонів плазмового потоку на поверхні оброблюваних виробів. Вакуумнодуговой випарник містить анод, електромагнітну силу, що охоплює корпус у вигляді відрізка труби, циліндричний катод, феромагнітне кільце, що охоплює катод поблизу його торцевій випаровуваної поверхні, феромагнітну втулку, яка охоплює тримач катода. Для збільшення ефективності роботи випарника він забезпечений додатковими кільцевими феромагнітними елементами. Ці елементи в сукупності з феромагнітним екраном зменшують розсіяні магнітні поля електромагнітної котушки і забезпечують істотне збільшення напруженості магнітного поля на випаровуваної поверхні катода без збільшення в електромагнітній котушці числа амперів-витків. Збільшення напруженості магнітного поля на робочому торці катода забезпечує високу стабільність дугового розряду, зростання вихідного іонного струму, а також зменшення краплинної фази в продуктах ерозії катода за рахунок збільшення швидкості переміщення кат�

Спосіб формування тонкої фольги твердого розчину pd-cu з кристалічною решіткою типу csci

Винахід відноситься до технології створення селективних газових мембран, які функціонують за рахунок виборчої дифузії атомів газу (водню) крізь тонку металеву плівку (з паладію або сплавів на його основі), які використовуються в пристроях глибокого очищення водню від супутніх домішок, сепарації водню з водородсодержащих сумішей газів, мікрореакторах. Спосіб формування тонкої фольги твердого розчину Pd-Cu з кристалічною решіткою типу CsCl включає магнетронного розпилення мішені складу, близького до Pd-40% Cu, в середовищі Ar 10-1 Па на термічно оксидовані поліровані пластини монокристалічного кремнію і відділення отриманої фольги від підкладки, при цьому температура підкладки становить 300-700 К, а відокремлену тонку фольгу додатково нагрівають у вакуумі не гірше 10-4 Па зі швидкістю 100 К/год до температури 970 К і охолоджують зі швидкістю 100-200 К/год до кімнатної температури. Технічний результат полягає у створенні легковоспроизводимим і економічним способом високоефективних мембран для глибокого очищення водню, що володіють високою селективної водородопроницаемостью і продуктивністю. 1 іл., 1 пр.

Спосіб одержання багатошарового багатофункціонального покриття

Винахід відноситься до нанесення іонно-плазмових покриттів. Спосіб одержання багатошарового покриття на поверхні технологічних інструментів включає іонне очищення поверхні і нанесення шарів покриття дуальної магнетронной системою з титановим і алюмінієвим магнетронами. Шари покриття наносять при відстані від мішеней до поверхні 140-150 мм, швидкості обертання поверхні 20-25 об/хв і температурі поверхні 473-523 К. Спочатку наносять подслой титану Ti в середовищі аргону з збільшенням розрядного струму на титанової мішені, потім наносять перехідний шар нітриду титану TiN магнетронним розпиленням титанової мішені в газовій суміші азоту і аргону з збільшенням розрядного струму на титанової мішені, після чого наносять чергуються шари нітриду титану TiN і Ti-Al-N з нанокристалічною і полікристалічної структурою в газовій суміші азоту і аргону. Нанесення чергуються шарів повторюють не менше двох разів до отримання необхідної товщини покриття і верхнім наносять шар Ti-Al-N з нанокристалічною структурою. Забезпечується отримання покриття з високими фізико-механічними властивостями, низьким коефіцієнтом тертя, високою адгезійною міцністю підшару з матеріалом підкладки і між сл
Винахід відноситься до області тонкоплівкової технології, а саме до технології одержання прозорих провідних шарів на основі оксиду цинку, легованого галієм або алюмінієм. На підкладці формують проміжний і основний шари на основі оксиду цинку, легованого галієм або алюмінієм. Проміжний шар формують з концентрацією легуючого компонента в інтервалі від значення, яке співпадає з концентрацією в основному шарі, до 20 ат.%. В окремих випадках здійснення винаходу перед нанесенням основного шару проміжний шар піддають витримці від 5 хвилин до 2 годин при температурі 200°С до 500°С. Проміжний шар виконують суцільним або островковим. Формування шарів проводять у прохідних магнетронних установках і в якості мішені використовують секціонірованние мішень, в яку частину мішені, що знаходиться з боку входить в установку підкладки, містить більш високий вміст легуючого компонента, ніж в решті частини мішені. Зменшується сумарний час нанесення підшару і основного шару, забезпечується керування рельєфом синтезованого шару і виключається використання матеріалів, відмінних від матеріалів, що входять в основний шар. 4 з.п. ф-ли, 1 пр.

Магнітний блок розпилювальної системи

Винахід відноситься до плазмової техніки, зокрема до конструкції магнітного блоку розпилювальної системи, і може бути використане в планарних магнетронах для вакуумного іонно-плазмового нанесення тонких плівок металів та їх сполук на поверхню твердих тел. Магнітний блок включає в себе центральний циліндричний і зовнішній кільцевій магніти, коаксіально встановлені з зазором на магнітопроводі з магнітомягкого матеріалу. Магнітопровід виконаний з кільцевим виступом, рівним по висоті магнітів, при цьому виступ виконаний з можливістю фіксації центрального магніту. Поверхню виступу, звернена до центрального магніту, може бути виконана конічної. Технічний результат від використання винаходу є підвищення рівномірності напруженості магнітного поля і зменшення габаритів блоку. 2 з.п. ф-ли, 3 іл.

Спосіб захисту поверхні від корозії алюмінію

Винахід відноситься до області машинобудування. Спосіб отримання захисного металевого покриття на поверхні виробу з алюмінію та сплавів на його основі включає розміщення виробу в зоні обробки, створення вакууму в зоні обробки, очищення поверхні пучком іонів та осадження металевого покриття з одночасною подачею на виріб негативного напруги зсуву. Очищення поверхні здійснюють пучком іонів інертного газу з енергією в діапазоні 1-5 кев. Осадження покриття здійснюють в два етапи. Спочатку на поверхню осаджують проміжний шар покриття з міді товщиною від 0,5 мкм до 3 мкм в магнетронного розряд постійного струму, що горить в середовищі інертного газу, з твердим катодом з міді при потужності розряду 1-2,5 кВт. Потім розплавляють катод з міді при потужності розряду 3-6 кВт з підвищенням температури катода до величини, що забезпечує достатній тиск парів міді для підтримки магнетронного розряду, припиняють подачу інертного газу і осаджують основний шар покриття з міді завтовшки 2-10 мкм в магнетронного розряді, що горить в парах міді. Шари покриття осаджують при негативному напрузі зміщення на виробі до 300 В і температурі поверхні 100-300°C. Забезпечивши�

Пристрій для іонно-плазмового нанесення багатокомпонентних плівок у вакуумі

Винахід відноситься до нанесення покриттів у вакуумі і може бути використане для нанесення плівок великогабаритних виробах скління літаків. Пристрій для іонно-плазмового нанесення багатокомпонентних плівок у вакуумі містить робочу камеру, в якій розміщені анод, катод з мішенню, розташованої на підставі, магнітна система, встановлена з неробочої сторони мішені, засіб охолодження мішені і подложкодержатель з виробом. Пристрій додатково забезпечено двома екрануючими елементами, розташованими над бічними робочими сторонами мішені, встановленими з можливістю регулювання їх положення відносно мішені, при цьому подложкодержатель з виробом встановлений на корпусі камери з можливістю обертання навколо мішені, а аноди, підстава та подложкодержатель електрично ізольовані від корпусу камери і один від одного. Забезпечується рівномірність покриттів по оптичній товщині. 1 іл.

Терморегулюючий матеріал, спосіб його виготовлення і спосіб його кріплення до поверхні корпусу космічного об'єкта

Винахід відноситься до космічної техніки і стосується створення терморегулюючого матеріалу для нанесення на поверхню космічного об'єкта (КО). Терморегулюючий матеріал містить підкладку у вигляді оптично прозорого скла, високоотражающий шар з срібла, захисний шар. Високоотражающий шар з срібла має товщину 0,10÷0,15 мкм. В якості захисного шару використана нержавіюча сталь товщиною 0,10÷0,20 мкм. На захисний шар нанесений епоксидний лак завтовшки 20÷30 мкм. Перед нанесенням на підкладку високоотражающего шару з срібла здійснюють хімічне очищення підкладки з одночасним ультразвуковим впливом протягом 3-х хвилин. Потім підкладку виймають з розчину, промивають послідовно теплою, холодною, дистильованою водою на 1-1,5 хв і сушать на повітрі. Поверхню обробляють тліючим розрядом для додаткової очистки та активації поверхні підкладки. Потім послідовно здійснюють нанесення високоотражающего шару і захисного шару в вакуумній камері методом магнетронного розпилення без розгерметизації вакуумної камери за один технологічний цикл, розташовуючи підкладку послідовно під магнетронними джерелами з мішенню зі срібла і мішенню�лщиной 20÷30 мкм для додаткового захисту від атмосферної корозії і для збільшення адгезії основи з покриттям до клейової композиції. Під час кріплення терморегулюючого матеріалу приклеювання матеріалу клейовою композицією з електропровідним наповнювачем здійснюється за допомогою вантажів. В якості електропровідного наповнювача використана алюмінієва або срібна пудра в кількості 20±5% і 10±5% відповідно, що забезпечує необхідні електропровідні властивості поверхні терморегулюючого матеріалу. Досягається поліпшення терморадиационних характеристик матеріалу, підвищення технологічності нанесення покриття, підвищення значення адгезії кріплення підкладок з покриттям до поверхні корпусу КО. 3 н.п. ф-ли, 2 іл.

Засіб внутрішньоклітинної доставки біологічно активного високомолекулярного з'єднання на основі наночастинок та спосіб його одержання

Винахід відноситься до фармацевтичної промисловості і являє собою засіб внутрішньоклітинної доставки біологічно активного високомолекулярного з'єднання, що містить високомолекулярні з'єднання, вибране з білка сироватки молока, пептидних фрагментів білка сироватки молока, білка вірусу трансмісивного гастроентериту свиней, термостабільного білка туберкуліну, виділеного з мікобактерії Mycobacterium bovi, білка M1 вірусу грипу штаму PR8, білка вірусу ящуру VP1, наночастинки - колоїдний селен, дистильовану воду, причому компоненти в засобі знаходяться в певному співвідношенні в мас.%. Винахід забезпечує створення нетоксичного і ефективного засобу внутрішньоклітинної доставки біологічно активних речовин. 2 н. і 2 з.п. ф-ли, 1 табл., 6 пр.
Up!