Исследование структуры и эксплуатационных свойств композиционных материалов на основе алюминиевых сплавов, полученных микродуговым оксидированием в слабокислых электролитах

Введение 4
1. Литературно-патентный обзор технологии микродугового оксидирования 7
1.1 Процессы формирования оксидного слоя при МДО 7
1.2 Патентный обзор 15
1.3 Литературный поиск и анализ научных работ, статей, диссертаций, отвечающих теме работы 21
2 Обоснование выбора электролита 29
2.1 Химический состав и характеристики электролитов, применяемых в МДО. 29
2.1.1 Особенности применения щелочных электролитов 31
2.2 Применение кислотных электролитов 34
2.2.1 Особенности применения серной и ортофосфорной кислот для электрохимического оксидирования алюминия и его сплавов 37
2.2.2 Особенности электрохимического оксидирования алюминия и его сплавов в хромовокислом электролите 39
2.2.3 Особенности электрохимического оксидирования алюминия и его сплавов в щавелевокислом электролите 42
3 Выбор материалов и методов их исследования 46
3.1 Обоснование выбора материала подложки 46
3.2 Обзор методов исследования композиционных материалов 52
3.3 Методы определения толщины 53
3.4 Методы определения пористости 54
3.5 Методы определения фазового состава материала 56
3.6 Методы определения коррозионной стойкости 57
3.7 Методы определения диэлектрических свойств 58
4 Экспериментальная часть 60
4.1 Выбор режимов обработки и подготовка электролитов для микродугового оксидирования 60
4.3 Исследование толщины оксидного слоя 62
4.4 Исследование коррозионной стойкости оксидного слоя 64
4.5 Исследование диэлектрических свойств оксидных покрытий 66
Заключение 68
Список литературы 71

Весь текст будет доступен после покупки

В последние десятилетия во многих отраслях техники активно развиваются технологии нанесения защитных и функциональных покрытий. Причиной этого является стремление повысить долговечность деталей и узлов различных механизмов и машин. В настоящее время под покрытиями понимают искусственно созданные поверхностные слои, которые могут отличаться от материала основы химическим и фазовым составами, структурой и свойствами, и выполняющими различные функции, чаще всего защиты поверхности от различных видов воздействий (высоких нагрузок, температур, различных агрессивных сред), в декоративных целях, также для восстановления нарушенной геометрии изделий.
Технологически, выбор системы покрытия предполагает выбор химического состава покрытия, его структуры, пористости и адгезии с учетом требуемых эксплуатационных характеристик, принимая во внимание такие факторы, как температура нанесения покрытия, и рабочая температура эксплуатации, совместимости материалов подложки и покрытия, доступности и стоимости материала покрытия, долговечности покрытия, а также возможности его возобновления, ремонта и надлежащего ухода во время эксплуатации.
Применение покрытий, в целом, позволяет решить две важные задачи. Первая состоит в направленном изменении физико-химических и эксплуатационных свойств исходного материала поверхности изделий, с целью лучшего соответствия условиям эксплуатации, вторая – в восстановлении свойств поверхностей изделий, нарушенных условиями эксплуатации, включая потерю размеров и массы.
Решение этих задач является чрезвычайно важным в современном массовом производстве. Грамотно, технологически верно подобранное покрытие позволяет значительно повысить эксплуатационные характеристики изделий.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Литературно-патентный обзор технологии микродугового оксидирования
1.1 Процессы формирования оксидного слоя при МДО

Литературно-патентный обзор – изучение состояния технического уровня, тенденций развития, разработки технологий и оборудования относящихся к определенному виду научной деятельности [1].
Как было отмечено выше, технологии формирования защитных и функциональных покрытий представляют собой перспективное направление научной деятельности. Условно все покрытия можно разделить на два вида по принципу взаимодействия с поверхностью:
а) изменение химического состава поверхности (химико-термическая обработка);
б) нанесение нового материала на поверхность (напыление, осаждение, наплавка, нанесение эмалей и лакокрасок).
Если формирование диффузионных покрытий при химико-термической обработке подчиняется общим представлениям о структурных и фазовых превращениях в металлах и сплавах, то многофакторность процессов нанесения покрытий приводит к более сложной картине строения и свойств поверхности. В настоящее время материаловедение покрытий является одним из развивающихся направлений науки о материалах.
Множество работ современных исследователей за последние 20 лет посвящено рассмотрению феномена микродугового или плазменно-электролитического оксидирования, показаны механизм формирования оксидного керамического слоя, исследовано влияние растворов электролитов и электрических параметров режимов, показаны теоретические возможностии практические способы совершенствования технологии МДО.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ГОСТ Р 15.011-2022 Система разработки и постановки продукции на производство. Патентные исследования. Содержание и порядок проведения. - М.: Издательство стандартов, 2022. - 20 с.
2 Шрейдер А. В. Оксидирование алюминия и его сплавов. М. : Машиностроение, 1960. 220 с.
3 Микродуговое оксидирование / Г. А. Марков [и др.] // Вестник МГТУ. Сер. «Машиностроение».1992. № 1. С. 34–56.
4 Микродуговое оксидирование: теория, технология, оборудование / И. В. Суминов [и др.]. М. :Экомет, 2005. 368 с.
5 Марков Г. А., Маркова Т. А. Микродуговое оксидирование А. С. 526961 СССР, МКИ С 25 Д. 1977. С. 14.
6 Модель перехода анодирования в микродуговой режим / В. И. Белеванцев [и др.] // Изв. СО АНСССР. Сер. «Хим. науки», 1989. Вып. 6. С. 73–81.
7 Аверьянов, Е.Е. Справочник по анодированию [Текст]: Справочник специалиста / Аверьянов Е.Е. М.: Машиностроение, 1988. – 224 с.
8 Вайнер, Я.В. Технология электрохимических покрытий [Текст]: [Учебник для учащихся техникумов] / Я. В. Вайнер, М. А. Дасоян. – Москва; Ленинград: Машгиз. [Ленингр. отд–ние], 1962. – 468 с.: ил.;
9 Хенли В. Ф. Анодное оксидирование алюминия и его сплавов / Пер. с англ.: Под ред. В. С. Синявского. М.,1986., С. 14-39.
10 Маркарян Э.С. Динамика системы электролит - пористый оксид алюминия при анодировании в водном растворе щавелевой кислоты.Конденсированные среды и межфазные границы, Том 16, № 1, 2014. С. 55 – 59.
11 Францевич, И.Н. Анодные окисные покрытия на легких сплавах [Текст]: учеб. – метод, пособие / И.Н. Францевич, В.А. Лавренко Киев.: Наук. Думка, 1977. - 259 с.: ил.;
12 Аверьянов, Е.Е. Справочник по анодированию [Текст]: Справочник специалиста / Аверьянов Е.Е. М.: Машиностроение, 1988. – 224 с.
13 Артемова, С.Ю. Формирование микроплазменными методами защитных оксидных покрытий из водных электролитов различного химического состава и степени дисперсности [Текст]: автореферат дис. кандидата технических наук / 05.17.14 / Моск. ин–т стали и сплавов. – Москва, 1996. – 22 с.
14 Холодов, Ю. А. Микродуговое оксидирование. Наука и человечество [Текст]: Международный ежегодник/ М.: Знание, 1981, с. 341 – 342.
15 Тимошенко, А.В. Исследование свойств оксидных покрытий, сформированных на алюминиевых сплавах методом микродугового оксидирования [Текст]: Материалы республ. научн. –техн. конф. / А.В. Тимошенко, Б.К. Опара, Анод–88: – Казань, 1988. – С. 43–45.
16 Баковец, В.В. Оксидные покрытия, полученные микродуговой обработкой титанового сплава в кислых электролитах [Текст]: Диссертация кандидата химических наук /Баковец, В.В. Неорганические материалы. 1987.
17 Чернышев, Б.Н. Формирование износостойких покрытий на титане [Текст]: Гордиенко П.С., Гнеденков С.В., Хрисанфова О.А.,Коньшин В.В., Вострикова Н.Г., Электронная обработка материалов. – 1990. – 5(155). – С.
18 Хрисанфова, О.А. Влияние ионного состава электролита и режима оксидирования на фазовый и элементный состав покрытий, полученных на металлах[Текст]: ДВО АН СССР. Ин–т химии / Гордиенко П. С., – Владивосток. 1989. 70 с. Рук. деп. в ВИНИТИ 6.05.89. 2986–889.
19 Казанцев, И.А. Влияние параметров микродугового оксидирования на фазовый состав и свойства покрытий алюминия[Текст]:/И.А. Казанцев, О.Е. Чуфистов, Н.В. Голованова, А.А. Уткин, В.В. Симцов. 4–е собрания металловедов России: Сб. материалов. – Пенза. – 1998. – ч. 1. – С. 105–107.

Весь текст будет доступен после покупки