Определение свойств покрытий
Создание конструкций, обладающих высокой несущей способностью, надёжностью и
долговечностью, требует значительных затрат на предварительные испытания материалов и
натурных деталей с привлечением комплексных исследований металлургов, металлофизиков и
других специалистов. Однако эти затраты не идут ни в какое сравнение с теми потерями,
которые могут иметь место при разрушении высокоответственной конструкций.
Прогресс в области машиностроения в большой степени связан с созданием конструкционных
материалов с комплексом заданных эксплуатационных свойств. В настоящее время всё более
актуальной становится задача разработки конструкционных материалов с качественно новыми
высокими и сверхвысокими характеристиками.
От состояния поверхности во многом зависят эксплуатационные характеристики изделия
в целом. Этот фактор предопределил появление нового научного направления – инженерии
поверхности, которое предполагает разработку технологических процессов, позволяющих
модифицировать поверхностный слой, т.е. радикально изменять его структуру и свойства.
Для грамотной организации механизма создания технологического процесса, как минимум,
нужны три составляющие – технологическое оборудование, аналитическое оборудование и
кадровый потенциал.
Получение слоёв с принципиально более высокими свойствами достигается путём
целенаправленного формирования заданного состояния материала с помощью различных
методов: химико-термической обработки, использования высококонцентрированных
источников энергии, вакуумного ионно-плазменного напыления различных покрытий, ионной
имплантации и т.д. В настоящее время наблюдается устойчивая тенденция к созданию сложных
поверхностных комбинированных структур – многокомпонентных (композитных) и многослойных.
Свойства модифицированных слоёв во многом определяются: однородностью атомного состава,
процессами ионного перемешивания, типом химических связей, степенью чистоты и структурного
совершенства.
Поэтому решение основных вопросов технологии формирования модифицированных слоёв связано
с применением различных средств контроля, в первую очередь с методами элементного и
структурного анализа.
Необходимо контролировать следующие характеристики покрытий и модифицированных поверхностей:
рспределение элементного состава по глубине материала,
толщина покрытий или модифицированных слоёв,
микротвёрдость поверхностных слоёв материала,
морфология поверхности материала,
адгезионная прочность покрытий,
исследование трибологических свойств материалов (износостойкости, коэффициента трения
и др.)
Изучение свойств покрытий и модифицированных слоёв, формируемых с помощью нанотехнологий,
в требуемых объёмах возможно с помощью следующего комплекса аналитического оборудования:
- нанотвёрдомер типа NHT-S-AX-000X,
- 3D-профилометр MICRO MEASURE 3D station,
- высокотемпературный трибометр типа TNT-S-AX0000,
- прибор для определения толщины покрытия типа Caloset Cat-S-AX-0000,
- прибор для исследования адгезионных свойств покрытий типа Micro-Scatch Tester MST-S-AX-0000,
- Оже-спектрометр,
- вторично-ионный масс-спектрометр
|