СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ УЛЬТРАЗВУКА НА КРИСТАЛЛИТЫ TIN В КИСЛОТНОЙ СРЕДЕ

Введение 4
1 Литературный обзор 8
1.1 Многофункциональные наноструктурные покрытия 8
1.2 Способы получения покрытия TiN 14
1.2.1 Вакуумно-дуговое распыление 14
1.2.2 Магнетронное распыление высокого тока и импульсное магне-тронное распыление 14
1.2.3 Методы высокоимпульсного магнетронного распыления и модульно-импульсного магнетронного распыления 16
1.3 Свойства и структура покрытия TiN 19
1.3.1 Трибологические характеристики 19
1.3.2 Адгезия покрытий PVD TiN 20
1.3.3 Влияние метода нанесения на свойства покрытия 22
1.3.4 Влияние подложки на свойства покрытия 26
1.4 Области применения нанопокрытия TiN 27
1.4.1 Электроника 27
1.4.2 Медицина 28
2 Планирование эксперимента по изучению воздействия ультразвука на TiN в органических кислотах 32
2.1 Использование ультразвукового излучения в различных сферах 32
2.1.1 Медицина 32
2.1.2 Пищевая промышленность 33
2.2 Исследуемые материалы 37
2.2.1 Методики анализа микрофотографий 37
2.2.2 Структура 41
2.2.3 Химическая устойчивость TiN к различным жидким средам 44
3 Исследование устойчивости покрытий TiN к воздействию ультразвука в органических кислотах 47
3.1 Выполнение эксперимента 47
3.2 Обсуждение результатов 47
3.2.1 Анализ разрушения покрытия в дистиллированной воде 47
3.2.2 Анализ разрушения покрытия в уксусной кислоте 50
3.2.3 Анализ разрушения покрытия в щавелевой кислоте 54
Заключение 60
Список использованных источников 63

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы. Использование износостойких, коррозионно-стойких, жаростойких, теплоизоляционных и других видов покрытий позволяет резко сократить потери металлов, расход ресурсов на их возмещение и даст возможность повысить качество, надежность и долговечность машин, оборудования и сооружений. Повышение технического уровня и качества машин - важнейший резерв роста производительность труда, экономии всех видов ресурсов и основа научно-технического прогресса.
Износостойкие покрытия широко используются в инструментальной промышленности для повышения работоспособности режущего инструмента. Однако, рассматриваются и возможности применения подобных покрытий в других областях, таких как медицина и пищевая промышленность. Особое внимание уделяется покрытиям на основе титана ввиду его высокой совместимости с биологическими тканями.
Поскольку вопрос устойчивости нанопокрытий TiN к ультразвуковым вибрациям в различных жидких средах на сегодняшний день мало изучен, исследование устойчивости покрытия к ультразвуковому воздействию в агрессивных средах – слабых растворах органических кислот, встречающихся при работе с биологическими объектами - позволит оценить применимость покрытий TiN в области медицины и пищевой промышленности представляет собой весьма актуальную задачу в данных отраслях промышленности.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Литературный обзор

1.1 Многофункциональные наноструктурные покрытия

Твердые износостойкие многофункциональные наноструктурные по-крытия (МНП) используются для защиты поверхностей изделий и ин-струмента, подвергающегося одновременному воздействию по¬вышенных температур, агрессивных сред и различным видам износа. Это, прежде всего, режущий и штамповый инструмент, прокатные валки, детали авиационных двигателей, газовых турбин и компрессоров, подшипники скольжения и др.
Для создания нанопокрытий используются наноструктурированные материалы, суспензии, золь-гели. В покрытия внедряются специальные добавки, которые модифицируют их структуру и обеспечивают получение необходимых свойств.
За счет изменения температуры и варьирования скорости газовой струи, взаимодействующей с частицами материала можно добиться опти-мального уровня адгезионных и когезионных характеристик, а также обеспечить более высокую плотность покрытий.
Преимуществом высокосортного напыления является возможность создания тонких, но в тоже время прочных наноструктурированных покрытий.
При нанесении нанопокрытий методом газотермического напыления с применением нанодисперсионных частиц или их агломератов (порошки, прутки и др.) возникают следующие проблемы:
- необходимо создание специального дозатора наночастиц;
- возможность сплавления частиц в случае использования плазменно-го или электродугового метода напыления;
- высокая стоимость материалов.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Рылеев, М.А. Ионы металлов в биологических тканях. / М.А. Рылеев // Международный журнал биомедицинской нанонауки и нанотехнологий. – 2010. – Vol. 1. - № 1. – C. 87 – 94. – DOI: 10.1016/j.bimed.2010.01.024
2 Вакуумно-дуговые устройства и покрытия: монография / А.А. Андреев, Л.П. Саблев, В.М. Шулаев, и др. – Харьков: ННЦ ХФТИ. – 2015. – C. 236 - 267. – ISBN: 966-8855-00-0
3 Majid, I. Ultrasonication and food technology: A review / I. Majid Nayik, G. A., Nanda, V. // Cogent Food & Agriculture. – 2015. – Vol. 1. – №10. – P. 143-167. – DOI: 10.2437/cfa.2015.1784903
4 Ohring, M. The Materials Science of Thin Films // Corrosion. – 2006. – Vol. 62. – № 2. – P. 180 – 185. – DOI: 10.1016/cor.2006.1978402
5 Hongyu, S. Corrosion resistance and electrical conductivity of plasma nitrided titanium / Hongyu Shen, Liang Wang // Department of Materials Science and Engineering, - Dalian, Dalian Maritime University, 2017. – P. 35 – 67. – ISBN 983-5685-01-3
6 Songul, S. Use of ultrasound in food preservation / S. Songul, S. Cigdem // Natural Science – 2013 – Vol. 5. – №8. – P. 5 – 13. – DOI: 10.4236/ns.2013.58A2002
7 Laser-induced release of encapsulated materials inside living cells / A.G. Skirtach, A.M. Javier, O. Kreft, [et.al.] // Angew. Chemistry – 2006. – Vol. 118. – P. 4728-4733. – DOI: 10.1016/ach.2006.5578902
8 Thickness dependent microstructural and electrical properties of TiN thin ?lms prepared by DC reactive magnetron sputtering. / Xu J, Zhou D.Y, Sun X, [et.al.] // Ceramics Int. – 2016. – Vol. 163. – P. 456 – 470. – DOI: 10.2437/cint.2016.45789A2
9 Effect of thickness on the structure, composition and properties of titanium nitride nano-coatings. / V. Shutthanandan, S. Thevuthasan, J. Chessa, [et.al.] // Ceramics Int. – 2014. – Vol. 140. – P. 435 – 440. – DOI: 10.2437/cint.2014.67a49
10 Yaz?c?, M. Structural, mechanical and tribological properties of Ti and TiN coatings on 316L stainless steel. / M. Yaz?c?, Kovac H, A. Yetim // Ceramics Int. – 2016. – Vol. 163. – P. 456 – 470. – DOI: 10.2437/cint.2016.62321b9
11 TiN-coated titanium as the bipolar plate for PEMFC by multi-arc ion plating./ M. Zhang, L. Duan, L. Guo, [et.al.] // Int. Journal Hydrogen Energy. – 2018. – Vol. 210. – P. 1419-1420. – DOI: 10.2437/he.2018. 223u8719
12 Nitrogen plasma-implanted titanium as bipolar plates in polymer electrolyte membrane fuel cells. / K. Feng, D. Kwok, Liu D, [et.al.] // Power Sources Journal. – 2018. – Vol. 100. – P. 758 – 790. – DOI: 10.2437/psj.2018.47.9819
13 P. Development of Ti bipolar plates with carbon/PTFE/TiN composites coating for PEMFCs. / P. Gao Z. Xie, X. Wu, [et.al.] // Int. Journal Hydrogen Energy. – 2018. – Vol. 124. . – P. 1467-1478. – DOI: 10.2437/he.2018. 574639h46
14 Tribo-mechanical and electrochemical properties of plasma nitriding titanium. / F. El-Hossary, M. Raaif, A. Seleem [et.al.] // Surface Coating Tech. – 2015. – Vol. 100. . – P. 1230-1234. – DOI:10.1016/j.surfcoat.2015.276.7.

Весь текст будет доступен после покупки