Формирование износостойких антикоррозионных покрытий на основе метастабильных фаз вольфрама методом химического осаждения из газовой фазы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Шапоренков Андрей Александрович

• Шапоренков Андрей Александрович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Шапоренков Андрей Александрович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Методы нанесения защитных антикоррозионных износостойких покрытий

1.1.1. Химико-термическая обработка

1.1.2. Газотермическое напыление и порошковая наплавка

1.1.3. Электрохимическое и химическое осаждение металлических и композиционных покрытий

1.1.4. Плазменная электролитическая обработка

1.1.5. Силикатно-эмалевые покрытия

1.1.6. Методы вакуумного напыления покрытий

1.1.7. Методы химического осаждения из газовой фазы

1.1.8. Возможности и ограничения методов нанесения износостойких антикоррозионных покрытий

1.2. Система '-С: общая характеристика, свойства и способы получения покрытий

1.2.1. Фазовые равновесия в системе '-С

1.2.2. Характеристика фаз вольфрама

1.2.3. Растворимость углерода в вольфраме

1.2.4. Химические свойства и коррозионное поведение вольфрама и его соединений

1.2.5. Способы получения покрытий системы '-С

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материалы и реактивы

2.2. Виды образцов и подготовка поверхности

2.3. Методика нанесения покрытий

2.4. Методы исследования состава, структуры и термической стабильности

2.4.1. Определение толщины покрытий

2.4.2. Определение микроструктуры покрытий методом оптической микроскопии

2.4.3. Исследование морфологии и структуры методом сканирующей электронной микроскопии

2.4.4. Методика определения содержания углерода

2.4.5. Исследование фазового состава покрытий методом рентгеновской дифракции

2.4.6. Исследование структуры методом просвечивающей электронной микроскопии

2.5. Исследование механических свойств покрытий

2.5.1. Определение микротвёрдости покрытий

2.5.2. Определение нанотвердости и упругих характеристик по методу Оливера-Фарра

2.5.3. Испытания покрытий на износостойкость

2.6. Исследование термической стабильности материала покрытий

2.7. Исследование коррозионно-электрохимического поведения материалов с покрытиями

2.7.1. Методика оценки проницаемости покрытий

2.7.2. Методы коррозионных и электрохимических исследований материалов с покрытиями

2.7.2.1. Испытания в кислых, нейтральных и щелочных неперемешиваемых средах естественной аэрации

2.7.2.2. Испытания в нейтральных перемешиваемых средах

2.7.2.3. Испытания в камере соляного тумана

2.7.2.4. Испытания в растворе соляной кислоты, насыщенной сероводородом

ГЛАВА 3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ, ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ И СОСТАВА ТВЕРДЫХ СЛОЕВ СИСТЕМЫ '-С В ОБЛАСТИ МАЛОГО СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА

3.1. Условия формирования твердых слоев системы '-С из смеси гексафторида вольфрама, водорода и пропана

3.2. Содержание углерода в а-'(С) и Р-'(С) и его влияние на механические характеристики покрытий

3.3. Неравновесная растворимость углерода в СУО вольфраме и термическая стабильность слоев а-'(С) и Р-'(С)

3.4. Структура и морфология слоев а-'(С) и Р-'(С)

ГЛАВА 4. МЕХАНИЧЕСКИЕ И КОРРОЗИОННО-ЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ МЕТАСТАБИЛЬНЫХ ФАЗ ВОЛЬФРАМА

4.1. Прочностные свойства покрытий

4.2. Износостойкость и абразивная стойкость покрытий

4.3. Проницаемость покрытий

4.4. Особенности электрохимического поведения и коррозионная стойкость покрытий в кислых, нейтральных и щелочных модельных средах

4.5. Коррозионная стойкость покрытий в кислых растворах сероводорода

4.6. Коррозионная стойкость покрытий в атмосфере нейтрального соляного тумана

ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ, ПРИНЯТЫХ В РАБОТЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Коррозия - самопроизвольное разрушение металлов и сплавов вследствие их химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой - является одним из доминирующих факторов потерь металлического фонда в мире. Ввиду широкого распространения металлов и сплавов в промышленности задача защиты материалов от коррозии не теряет своей актуальности. Для многих проблем, связанных с коррозионным разрушением аппаратов и металлоконструкций, существуют решения на основе применения лакокрасочных покрытий, электрохимической защиты и ингибиторов коррозии. Однако существует ряд промышленных агрегатов и узлов, которые подвергаются комплексному разрушающему воздействию рабочих сред, а именно коррозионному и механическому разрушению, например адгезионному, абразивному, эрозионному и кавитационному износу. Для решения таких задач требуется разработка новых материалов и покрытий, которые будут сочетать высокую стойкость против механического износа и коррозионного воздействия. В настоящий момент эти проблемы решаются применением защитных металлических, керамических и композиционных покрытий, наносимых методами газотермического напыления и гальванической металлизации. Данные методы широко применяются в промышленности и показали свою эффективность, однако они не лишены недостатков, среди которых можно отметить ограничения в геометрической форме покрываемых деталей, относительно высокой проницаемости покрытий и гетерогенность состава, которые приводят к избирательному коррозионному растворению покрытия и преждевременному разрушению материала основы.

Среди способов упрочнения поверхности заметную роль играют методы химического осаждения из газовой фазы, которые представляют собой технологии формирования твердых слоев конструкционного и функционального назначения из парогазовых сред. Известные методы химического газофазного осаждения (С\С), в частности синтез карбидов, нитридов, или карбонитридов титана протекают при повышенной температуре, что накладывает ограничения на материал покрываемой детали. Низкотемпературный С"УБ синтез пленок системы вольфрам-углерод из фторсодержащей среды является перспективным методом упрочнения поверхности конструкционных материалов. Вольфрам и покрытия на его основе является новым материалом, применяемым для целей предотвращения развития коррозии и износа, однако использование метода химического осаждения из газовой фазы позволяет получать вольфрам-содержащие покрытия широкого диапазона составов, включая метастабильные композиции, которые могут обладать уникальными характеристиками. Поэтому применение технологии откроет широкие перспективы в защите деталей химического и топливно-энергетического комплекса, а в некоторых случаях позволит заменить низкоэффективные подходы к созданию таких покрытий.

Создание новых газофазных методов невозможно без понимания закономерностей протекания процессов синтеза тугоплавких соединений из газовой фазы. С другой стороны, изучение физико-химических закономерностей синтеза слоёв на основе вольфрама должно сопровождаться исследованием их структуры, физико-механических и коррозионно-защитных свойств.

Цель работы: установление физико-химических закономерностей химического осаждения из газовой фазы покрытий на основе метастабильных фаз вольфрама с высокой износостойкостью и противокоррозионной защитой в средах различной коррозивности.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование износостойких антикоррозионных покрытий на основе метастабильных фаз вольфрама методом химического осаждения из газовой фазы»

Задачи работы

1. Установить физико-химические закономерности формирования различных фазовых состояний в твердых слоях системы W-C в области малых концентраций углерода.

2. Определить особенности структуры, состава и термической стабильности полученных

слоев.

3. Установить физико-механические характеристики полученных покрытий, включая микро- и нанотвердость, упругие характеристики, трещиностойкость и износостойкость и определить влияние особенностей их структуры и состава на механические свойства.

4. Определить особенности электрохимического поведения полученных слоев в модельных средах, включая кислые, нейтральные и щелочные водные растворы и установить механизм коррозионного растворения покрытий в широком диапазоне сред.

5. Определить особенности коррозионного поведения полученных слоев в модельных средах, а также в атмосфере нейтрального соляного тумана и кислых растворах сероводорода.

Научная новизна

1. Впервые получены новые покрытия системы W-C в области малых концентраций углерода, а именно метастабильных твердых растворов углерода в а и в модификациях вольфрама и определены условия формирования этих фаз из смеси гексафторида вольфрама, водорода и пропана.

2. Получены новые научные данные о структуре и составе покрытий на основе метастабильных фаз вольфрама. Показано, что низкотемпературный химический синтез из газовой фазы позволяет получать неравновесные твердые растворы углерода в а и в модификациях вольфрама, которые обладают гомогенным составом и мелкозернистой структурой с характерным размером кристаллитов от 1 до 10 мкм в зависимости от содержания углерода.

3. Установлена монотонная зависимость микротвердости покрытий на основе метастабильных фаз вольфрама от содержания углерода. Показано, что полученные слои обладают высокой трещиностойкостью, износостойкостью и абразивной стойкостью, в том числе в сравнении с широко применяемыми твердыми сплавами состава WC-Co.

4. Получены новые научные данные об особенностях электрохимического поведения покрытий на основе метастабильных фаз вольфрама в кислых, нейтральных и щелочных средах. В результате анализа коррозионных диаграмм установлен активный режим коррозионного растворения вольфрамовых покрытий в нейтральных и щелочных средах, и определено, что в кислых средах материал покрытия склонен к пассивации.

5. Впервые изучены особенности коррозионного поведения покрытий на основе метастабильных фаз вольфрама в широком диапазоне сред, включая растворы соляной кислоты, хлорида натрия и гидроксида натрия, сероводорода, а также атмосферу нейтрального соляного тумана. Показано, что наилучшими противокоррозионными характеристиками обладают покрытия на основе а^ вследствие сочетания его низкой проницаемости для коррозионных сред, высокой химической стойкости и трещиностойкости.

Практическая значимость

Проведенные исследования по химическому газофазному осаждению твердых слоёв на основе метастабильных фаз вольфрама позволяют управлять процессами формирования микрокристаллических пленок заданного состава, что открывает возможности адаптировать физико-механические и химические свойства получаемых покрытий под реальные условия эксплуатации изделий. Слои на основе неравновесных твердых растворов углерода в а^ перспективны для защиту узлов и агрегатов химического и нефтегазового комплекса, работающих в условиях интенсивного абразивного, эрозионного и коррозионного износа в широком диапазоне эксплуатационных сред, включая растворы кислот, солей и щелочей, а также сероводорода. Слои на основе в^ перспективны для использования в условиях невысоких удельных нагрузок и адгезионного износа в узлах трения насосов для перекачки жидких сред.

Положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности формирования твердых покрытий на основе метастабильных фаз вольфрама из смеси гексафторида вольфрама, водорода и пропана и влияние параметров процесса на структуру, состав и свойства покрытий.

2. Особенности структуры, состава и термической стабильности покрытий на основе метастабильных твердых растворов углерода в вольфраме, обоснование неравновесного характера легирования вольфрама углеродом.

3. Закономерности, отражающие влияние содержания углерода на синтез метастабильных фаз вольфрама, а также на их механические характеристики, включая микротвердость, упругие характеристики и абразивную стойкость.

4. Особенности коррозионно-электрохимического поведения покрытий на основе метастабильных фаз вольфрама в широком диапазоне водных сред, включая кислые, нейтральные, щелочные растворы и атмосферу нейтрального соляного тумана.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Конференции молодых ученых, аспирантов и студентов ИФХЭ РАН «Физикохимия» (Москва, 2017, 2019, 2020, 2021, 2022 гг), Международной конференции «Фундаментальные и прикладные вопросы электрохимического и химико-каталитического осаждения и защиты металлов и сплавов», памяти чл.-корр. Ю.М. Полукарова, (Москва, 2017, 2020 гг), Девятой Всероссийской конференция с международным участием «Топливные элементы и энергоустановки на их основе», Черноголовка, Московская область (2022), Всероссийкой конференции с международным участием Вакуумная техника и технологии (2023, 2024), Седьмом семинаре по проблемам химического осаждения из газовой фазы "Кузнецовские чтения-2024", ИНХ СО РАН, Новосибирск (2024).

Публикации. Представленные в диссертации результаты опубликованы в 20 печатных работах, в том числе 6 статьях в журналах, рекомендованных ВАК для публикации материалов диссертаций или индексируемых базами Web of Science и Scopus, 13 материалах и тезисах докладов конференций.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и общих выводов, а также содержит список литературы (156 наименований). Общий объем диссертации составляет 120 страниц, включая указанную библиографию, 46 рисунков и 17 таблиц.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Методы нанесения защитных антикоррозионных износостойких покрытий

Хозяйственная деятельность современной цивилизации основана на использовании металлических материалов. Сплавы железа, хрома, никеля, меди, титана и алюминия удовлетворяют значительную часть потребностей таких отраслей промышленности, как машиностроение, авиастроение и гражданское строительство в области конструкционных материалов. При выборе конструкционного материала основными критериями являются его механические свойства, коррозионная стойкость и, что немаловажно, стоимость. Несмотря на широкий ассортимент материалов с необходимым набором характеристик, их применение часто ограничивается высокими затратами. Использование защитных покрытий позволяет оптимизировать финансовые расходы, связанные с выбором конструкционного материала. Эти покрытия становятся особенно актуальными, когда предъявляются специфические требования к свойствам поверхности, поскольку условия эксплуатации приводят к преимущественному разрушению поверхностного слоя материала. В условиях агрессивной эксплуатации некоторые компоненты могут быть изготовлены из дорогостоящих материалов с высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью. Однако целесообразным и эффективным решением зачастую является применение защитных покрытий на изделиях из более доступных сплавов, что позволяет адаптировать поверхностные свойства материала к требованиям эксплуатации в данных условиях.

Покрытием называют сформированный на объекте относительно тонкий поверхностный слой из другого материала [1]. В таком случае, методом нанесения покрытия называют тип поверхностной обработки материала, целью которого является формирование покрытия.

По своему назначению покрытия подразделяются на защитные, защитно-декоративные и специальные [1, 2]. К защитным относят покрытия, оказывающие сопротивление разрушающим факторам внешней среды. Антикоррозионные покрытия снижают пагубное коррозионное воздействие атмосферы или жидкой среды, в которой эксплуатируется изделие. Износостойкие покрытия защищают изделие от механического воздействия движущихся поверхностей, абразивных материалов и жидких сред. Защитно-декоративные покрытия, как правило, обладают антикоррозионными свойствами, однако, благодаря своему внешнему виду, например, яркой окраске, гладкой морфологии, специфической текстуре поверхности, они придают защищаемому изделию декоративные свойства. Специальные покрытия применяют для придания поверхности изделия особых свойств, например электропроводности или электроизоляционных свойств,

повышенной отражающей способности, улучшенной смачиваемости припоями, а также каталитической способности, в частности, при создании гетерогенных катализаторов.

Особой задачей является формирование защитных слоев, которые могут противостоять одновременно как химическому, так и механическому разрушающему воздействию. По отдельности факторы механического и коррозионного воздействия могут привести к сопоставимой степени деградации поверхности изделий. Но в случае одновременного действия этих факторов их суммарный урон может значительно превышать вклад каждого из них. Связано это с тем, что коррозионностойкие материалы, применяемые в промышленности, приобретают устойчивость к коррозии за счет пассивности, которая проявляется, по одной из теории в случае, если металл образует плотную пленку оксида на поверхности при взаимодействии со средой, которая обладает низкой ионной, но высокой электронной проводимостью. Например, нержавеющие стали демонстрирую высокую коррозионную стойкость за счет защитного действия хрома, который содержится в сталях в концентрации не менее чем 12,5 % (ат.), в соответствии с правилом п/8 Таммана [3]. Исследования показывают [4], что на поверхности сталей образуется плотная наноразмерная пленка толщиной порядка 10 нм, которая состоит в основном из оксида хрома. Во время механического износа поверхность сталей постоянно освобождается от защитной пленки, что приводит к существенному ускорению коррозионного растворения стали. Таким образом, защитное покрытие, которое призвано защищать от коррозии и механического износа, должно обладать как собственной высокой коррозионной стойкостью, так и высокой износостойкостью. Немаловажным фактором является и низкая дефектность такого покрытия, поскольку ввиду выше названных причин, материал покрытия будет катодным по отношению к материалу подложки.

Сегодня в промышленности нашли применение многие методы нанесения покрытий, которые обладают высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью. Как правило получаемые покрытия представляют собой тонкие слои металлических, металлокерамических или керамических материалов. Можно отметить технологии газотермического напыления и порошковой наплавки, плазменного электролитического оксидирования (обработки), химико-термической обработки, электрохимической и химической металлизации, а также вакуумного напыления и химического осаждения из газовой фазы. Данный список не является исчерпывающим. В целом, по базовым механизмам формирования покрытия, все методы могут быть объединены в три группы: это химические, физические и смешанные методы (рисунок 1) [1].

Химические методы основаны на химических реакциях, которые приводят к формированию слоя другого материала на покрываемой поверхности. В качестве движущей силы при осаждении покрытия может выступать разница в химических или электрохимических

потенциалах веществ, внешний ток для электрохимических процессов, или, иначе говоря, изменение энергии Гиббса реакции синтеза нового вещества, которое должно быть меньше нуля. В зависимости от природы воздействия, вызывающего протекание химической реакции, выделяют собственно химические и электрохимические методы. К химическим методам относят методы химической металлизации [2], химического осаждения из газовой фазы [5], химико-термической обработки [6], химическое оксидирование и фосфатирование [2]. К электрохимическим методам относят методы, в которых протекание процесса спровоцировано химическим действием электрического тока из внешнего источника. Методы гальванической металлизации [2], анодирования и плазменно-электролитического оксидирования [7] могут быть отнесены к данной группе методов.

Рисунок 1 - Классификация методов по механизму формирования защитных покрытий

В отличие от химических, физические методы основаны исключительно на явлениях преобразования и переноса вещества, таких как испарение и конденсация, плавление и кристаллизация, диффузия, а также механическое или плазменное распыление, пластическая деформация или миграция в электростатическом поле. В связи с этим целесообразно классифицировать физические методы на механические, термические и методы, использующие электрические поля. Механические методы подразумевают воздействие на материал, приводящее к образованию покрытия, без изменения агрегатного состояния его вещества, например метод холодного газодинамического напыления [8]. Термические методы, в свою очередь, основываются на явлениях плавления и испарения с последующей конденсацией и кристаллизацией, а также на процессах диффузии. К термическим методам можно отнести горячее цинкование [9], при котором изделие непрерывно погружается в расплавленный цинк,

что приводит к образованию цинкового покрытия. Использование электрических полей позволяет интенсифицировать процесс нанесения покрытий. Например, методы нанесения покрытий в электростатическом поле, такие как электрофоретическое нанесение лакокрасочных материалов [10], а также технологии, основанные на взаимодействии электрических и магнитных полей, как в случае магнетронного распыления [11], находят широкое применение. Однако многие методы не могут быть отнесены исключительно к группе физических и химических, поскольку в процессе нанесения покрытия участвуют как химические так и физические процессы. К примеру, плазмохимические методы основаны на интенсификации химических процессов в результате действия физических полей, химико-термические методы основаны на химических реакциях преобразования вещества при высоких температурах с их последующей диффузией в материал основы. Плазменно-электролитическая обработка базируется на термохимическом окислении основы в плазме разряда с образованием оксидного покрытия, а процесс нанесения такого покрытия не подчиняется закону Фарадея. Рассмотрим возможности и ограничения наиболее распространенных методов.

1.1.1. Химико-термическая обработка

Под химико-термической обработкой (ХТО) металлов понимают такую их термическую обработку, которая сочетается с химическим воздействием специально подготовленной среды, целью которой является изменение структуры, состава и свойств поверхностного слоя металла [6, 12]. Как правило, при ХТО поверхностный слой насыщаю неметаллическими (азот, углерод, бор, кремний) или металлическими (алюминий, титан, ванадий, хром, ниобий) элементами, а в качестве обрабатываемого материала выступает низколегированная сталь. В основе механизма преобразования поверхностного слоя материала при ХТО лежат три последовательные стадии: образование активных атомов среды вблизи поверхности металла, адсорбция активных атомов и диффузия атомов в материале основы. Все этапы данного процесса являются крайне энергоемкими и требуют повышенных температур, как правило выше 800 °С, а в качестве рабочей среды могут выступать порошковые смеси, газовые (в том числе разреженные) среды, расплавы металлов или солей, пасты или суспензии. Применение плазмы тлеющего разряда для газофазной ХТО иногда позволяет снизить температуру обработки на 250-400 °С.

Наиболее распространенными в промышленности являются процессы азотирования (насыщение К), цементации (насыщение С), нитроцементации (насыщение С и К), борирования (насыщение В), хромирования (насыщение Сг) и алитирования (насыщение А1). Основные параметры этих технологических процессов изложены в таблице 1.

Таблица 1 - Основные параметры технологических процессов ХТО

Процесс Среда Температура, °С Продолжительность, час Материал основы Цель

1 2 3 4 5 6

Цементация [6, 12] Твердый карбюризатор: древесный уголь, БаСОэ, СаСОэ 910-930 6-12 Стали: низколегированные хромомарганцевые и экономнолегированные 25ХТНМАЮ, 25ХГНМТ Увеличение твердости (с 30-45 ЖС до 58-62 ЖС) и износостойкости

Газофазный карбюризатор: №-С02-С0-Н2-Н20-СЩ 930-950 6-10

Газофазный карбюризатор: №-С02-С0-Н2-Н20-СЩ, тлеющий разряд при 100 А/м2 1000-1050 2-5

Нитроцементация [6, 12] Газовая среда: эндогаз+аммиак+природный газ 840-860 4-10 Увеличение твердости (с 30-45 ЖС до 58-64 ЖС, 570-690 НУ) и износостойкости

Азотирование [6, 12] Газовая среда: частично диссоциированный аммиак 500-650 24-60 Стали: 38Х2МЮА, 30Х3МФ1, 25Х3Н3МФ Увеличение твердости, износостойкости, коррозионной стойкости в атмосфере, воде и водяном паре

Газовая среда: частично диссоциированный аммиак, тлеющий разряд при напряжении 400-1100 В, давление 130 - 1300 Па 470-580 1-24

Жидкая среда: расплавы КСШ+№СК+№2С03 570 0,5-3,0 Увеличение твердости до 6001100 НУ

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4 5 6

Жидкая среда: расплавленная Увеличение

бура №2ВЮ7, при электролизе 930-950 твердости до 1800-

Борирование (катод - обрабатываемая детль) 2-6 2000 НУ,

[6, 12] Газовая среда: В2Ш + ВС1з + Н2 850-900 коррозионной стойкости, жаростойкости

Порошковые смеси: 50 % А1 Повышение

Алитирование или ферроалюминия, 49 % 1000 8 Экономнолегированные коррозионной

[13] АЬОз и 1 % NH4a или 99 % ферроалюминия и 1 % NH4Q и низколегированные стали стойкости и жаростойкости

Повышение

твердости до 1200-

Хромирование [14] Порошковые смеси: 50% Сг, 43% АЬОз, 7% КЩС1 900-1100 2-20 1300 НУ, износостойкости, коррозионной стойкости и жаростойкости

Преимуществами ХТО являются высокая адгезия, низкая дефектность и большая толщина модифицированного слоя металла. Однако, ввиду того что большинство процессов ХТО протекают при температурах свыше 800 °С, их применение ограничено для материалов с особой термической обработкой - при таких температурах происходит отпуск, и закалку целесообразно проводить после ХТО. Кроме того, лишь некоторые виды ХТО позволяют существенно улучшить коррозионную стойкость сталей, особенно в кислых средах и сероводороде.

1.1.2. Газотермическое напыление и порошковая наплавка

Группа методов газодинамического напыления (ГТН) и порошковой наплавки как правило предполагает доставку частиц напыляемого или наплавляемого материала с высокой кинетической энергией и/или температурой к покрываемой поверхности с дальнейшим формированием адгезионной и когезионной связи этих частиц и ростом компактного слоя покрытия на поверхности. Частицы будущего покрытия могут быть сформированы из различных исходных материалов, включая проволоки, стержни и порошки. Метод не предполагает изменение химического состава напыляемой композиции, более того, поскольку напыление как правило происходит в воздушной атмосфере, возможное окисление наносимого материала является одним из ограничений по его выбору. Однако, даже принимая во внимание это ограничение, спектр наносимых материалов этой группой методов достаточно широк: от простых металлов и сплавов [8, 15] до композиционных металлокерамических покрытий [15].

По видам источника энергии методы напыления и наплавки подразделяются на: газопламенные (в том числе высокоскоростные), детонационные, электродуговые [1], электронно-лучевые [16], плазменные [17] и лазерные [18]. Есть методы, которые не предполагают нагрева напыляемого материала, например холодное газодинамическое напыление [19]. На рисунке 2 показаны схемы установок для детонационного и газопламенного напыления, которые представляют собой технологии импульсного и непрерывного нанесения покрытий соответственно.

Напыление твердых износостойких покрытий производится, как правило, из порошков, содержащих частицы твердых материалов (АЬО3, WC, СГ2О3 и т.п.), плакированных, либо смешанных с легкоплавкими добавками типа № или Со (либо сплава Со-Сг) [8, 15]. Все перечисленные методы позволяют получать покрытия неограниченной толщины, поэтому часто используются не только для получения покрытий, но и для восстановления изношенных поверхностей [20].

(а)

(б)

Рисунок 2 - Схемы установок для: а) детонационного напыления; б) газопламенного

напыления

При рассмотрении газотермических покрытий в качестве антикоррозионных, нужно учесть следующие аспекты:

- материал покрытия может быть как анодным, как и катодным по отношению к материалу основы (то есть материал, который выступает в качестве анода или катода соответственно в гальванической паре «покрытие-подложка»), однако твердые износостойкие покрытия чаще всего выполняются из катодных материалов (например порошки карбидов, нитридов металлов и связки из металлов и сплавов №, Со, Сг);

- использование катодного материала улучшит коррозионную стойкость изделия только в том случае, если в покрытии будут отсутствовать сквозные поры, иначе потребуется дополнительная их обработка [21];

- в твердых покрытиях типа WC-Co возможно возникновение явлений «селективного растворения», которое является следствием негомогенности состава: при длительной экспозиции в коррозионной среде металл-связка может преимущественно растворяться и целостность покрытия или его гладкая морфология может быть нарушена (см. рисунок 3)

» « r>

> t я (ff

H I

Щ

w

<-ч >

v^ Л ' # Vi

*

• VK/ >

л ,

Рисунок 3 - Поверхность сплава ВК6 после экспозиции в 25% водном растворе HCl

Пористость покрытия в технологиях газотермического напыления можно рассматривать как функцию кинетической энергии частиц во время напыления. Источник пор в покрытии -неплотное прилегание частиц напыляемого материала и захват газов из потока. При увеличении кинетической энергии частиц вероятность вытеснения захваченных потоком газов частицами покрытия повышается. Типичная пористость газотермических покрытий представлена в таблице 2. Согласно данным, покрытия, полученные детонационным газотермическим методом, имеют наименьшую пористость. Однако этот способ имеет ряд недостатков, включая высокую стоимость оборудования, и относительно низкую скорость напыления покрытия.

Таблица 2 - Типичная пористость газотермических покрытий

Метод нанесения покрытия Общая пористость, % Источник

Детонационное напыление 0,8-3 [8, 20]

Газопламенное напыление (в том числе высокоскоростное) 4-12 [8, 15, 17]

Плазменненное напыление 10-20 [8, 15, 21]

С технологической точки зрения на антикоррозионные свойства газотермического покрытия влияет практически каждый параметр режима напыления: расстояния до объекта при напылении, угол напыления, скорость напыления, фракционный состав порошка и скорость его частиц в потоке, величины расхода газа, степень заполнения ствола (для детонационного напыления). Также влияние на свойства покрытия оказывают принудительный нагрев или охлаждение подложки, а также процедуры подготовки поверхности [22]. В случае, если все параметры выбраны правильно, можно получать покрытия, устойчивые при высокотемпературном окислении на воздухе (например напыление сплавом 1псопе1 718), в расплавленных сульфатах железа и натрия при 650 °С (покрытие композитами WC-12Co и 86WC-10Со-4Сг), или в водных коррозионных средах и влажных атмосферах (покрытие WC-Ni).

Группа методов газотермического напыления нашла широкое применение в промышленности и предлагает широкие возможности для нанесения покрытий. Однако существует и ряд ограничений, связанных с применением этих технологий: сложность в обработке поверхности после нанесения, невозможность нанесения покрытий на детали сложной формы, включая внутренние поверхности полых изделий.

1.1.3. Электрохимическое и химическое осаждение металлических и

композиционных покрытий

Процессы электрохимического осаждения (ЭХО) [1-3], которые также известны как гальваностегия также нашли широкое применение в промышленности и являются самой распространенной технологией получения металлических покрытий. В основе электрохимического метода получения металлических и композиционных покрытий лежит процесс электролиза растворов или расплавов электролитов [23-26] и ионных жидкостей [27-31] с образованием металлических осадков на катоде. Процесс протекает в гальванической ванне, которая состоит из емкости из химически стойкого материала, оснащенной системой перемешивания, фильтрации и термостатирования, а также системой токопроводящих подвесов, на которых размещается покрываемая деталь (катод) и аноды (расходуемые или не расходуемые). При работе гальванической ванны функционирует электрическая цепь: отрицательный полюс внешнего источника тока - электрический проводник - изделие - электролит - анод -электрический проводник - положительный полюс внешнего источника тока (см. рисунок 4).

Для осаждения металла на электропроводящей поверхности достаточно приложить потенциал более отрицательный, чем равновесный потенциал металлического электрода, или иначе говоря обратимой реакции электрохимического окисления/восстановления металла, рассчитанного по уравнению Нернста (1).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шапоренков Андрей Александрович, 2025 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. М. Л. Лобанов, Н. И. Кардонина, Н. Г. Россина, А. С. Юровских Защитные покрытия: учеб. пособие. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. - 200 с.

2. Ажогин Ф.Ф., Беленький М.А., Галль И.Е. и др. Гальванотехника: Справ. Изд. - М.: Металлургия, 1987. - 736 с.

3. Жук Н.П. Курс коррозии и защиты металлов. - М.: Металлургия, 1976. - 472 с.

4. Андреев Ю.Я., Сафонов И.А., Харина И.Л., Подгорный Д.А., Душик В.В., Дуб А.В. Исследование методом Оже-анализа химического (элементного) состава пассивного слоя на стали Х18Н10Т, склонной к межкристаллитной коррозии // Коррозия: материалы, защита. - 2010. - №1. - С. 1-7.

5. Hugh O. Pierson Hanbook of chemical vapor deposotion (CVD). Principles, technology and application. Second Edition // Noyes publications, U.S.A. — 1999. — 506 p.

6. Лахтин Ю. М., Арзамасов В.Н. Химико-термическая обработка металлов. - М.: Металлургия, 1985. - 256 с.

7. Ракоч А. Г., Гладкова А. А., Дуб А. В. Плазменно-электролитическая обработка алюминиевых и титановых сплавов // Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС». - 2017. - 160 с.

8. В.Н. Анциферов, Г.В. Бобров, Л.К. Дружинин и др. Порошковая металлургия и напыленные покрытия: Учебник для вузов. - М.: Металлургия, 1987. - 792 с.

9. Смирнов А.В. Горячее цинкование. - М.: Металлургиздат, 1953.- 284 с.

10. Shapagina N., Dushik V. Application of electrophoretic deposition as an advanced technique of inhibited polymer films formation on metals from environmentally safe aqueous solutions of inhibited formulations // Materials. — 2023. — Vol. 16, no. 1. — P. 19.

11. Mattox D. M. Handbook of physical vapor deposition (PVD) processing // Noyes publications, U.S.A. — 1998. — 945 p.

12. Ю.М. Лахтин. Металловедение и термическая обработка металлов. Учебник для вузов. -М.: Металлургия, 1983. - 360 с.

13. Ю.М. Лахтин, В. П. Леонтьева. Материаловедение: учебник для высших технических учебных заведений — М.: АльянС, 2009. - 527 с.

14. РД 50-187-80. Методические указания. Надежность в технике. Упрочнение стальных изделий химико-термической обработкой. — М.: Издательство стандартов, 1981. — 18 с.

15. А. Хасуи, О. Моригаки. Наплавка и напыление. - М.: Машиностроение, 1985. - 240 с.

16. Полетика И.М., Голковский М.Г., Борисов М.Д. Формирование упрочняющих покрытий наплавкой в пучке релятивистских электронов // Физическая мезомеханика. - 2005. - №8.

— С. 129-132.

17. Espallargas N. Future Development of Thermal Spray Coatings. Types, Designs, Manufacture and Applications // Woodhead Publishing. — 2015. — 300 p.

18. J. Lawrence. Advances in Laser Materials Processing. Technology, Research and Application. Second edition. - Woodhead Publishing. - 2018. — 779 p.

19. Kowalsky K. A., Champagne V. K., Smith M. F. 3 - Comparing cold spray with thermal spray coating technologies, In Woodhead Publishing Series in Metals and Surface Engineering, Advances in Cold Spray (Second Edition) // Woodhead Publishing. - 2023. — P. 43-63.

20. Бартенев С.С., Федько Ю.П., Григоров А.И. Детонационные покрытия в машиностроении.

— Л.: Машиностроение, 1982. — 215 с.

21. Пустов Ю.А., Золотарев А.С., Гладких Н.А., Калита В.И., Комлев Д.И., Радюк А.А., Иванников А.Ю. Структура и коррозионно-электрохимическое поведение систем "аморфное плазменное покрытие на основе железа - стальная подложка" // Физика и химия обработки материалов. — 2015. — № 3. — С. 35-43.

22. V. Lakkannavar, K.B. Yogesha, C. Durga Prasad et. al. Thermal spray coatings on high-temperature oxidation and corrosion applications - A comprehensive review // Results in Surfaces and Interfaces. — 2024. — Vol. 16. — 100250.

23. Yongle Huang, Shuxin Bai, Hong Zhang, et al. Electrochemical studies of Ir coating deposition from NaCl-KCl-CsCl molten salts // Surface and Coatings Technology, Vol. 322. — 2017. — P. 76-85

24. U. Fastner, T. Steck, A. Pascual, et al. Electrochemical deposition of TiB2 in high temperature molten salts // Journal of Alloys and Compounds. — Vol. 452, Issue 1. — 2008. — P. 32-35.

25. V. Danek, M. Chrenkova, A. Silny. Thermodynamic and structural aspects of electrochemical deposition of metals and binary compounds in molten salts // Coordination Chemistry Reviews.

— Vol. 167. — 1997. — P. 1-48.

26. Mei Li, Yongcheng Zhang, Haiming Li, et al. Electrochemical formation of Mg-La-Mn alloys by coreduction of Mg(II), La(III) and Mn(II) in LiCl+KCl molten salts // Journal of Rare Earths.

— Vol. 40. — Issue 3. — 2022. — P. 501-507.

27. Huanhuan Du, Guocai Tian The effect of alkyl chain length on imidazole chloroaluminate ionic liquid/Pt(III) interface and aluminum deposition: A DFT-D3 study // Chemical Physics/ — Volume 568. — 2023. — 111842.

28. Molodkina E. B., Ehrenburg M. R., Rudnev A. V. Electrochemical codeposition of sm and co in a dicyanamide ionic liquid // Russian Journal of Electrochemistry. — 2022. — Vol. 58, no. 12.

— P. 1083-1093.

29. E. B. Molodkina, M. R. Ehrenburg, I. A. Arkhipushkin, A. V. Rudnev. Interfacial effects in the electro(co)deposition of Nd, Fe, and Nd-Fe from an ionic liquid with controlled amount of water // Electrochimica Acta. — 2021. — Vol. 398. — 139342.

30. S. Higashino, Y. Takeuchi, M. Miyake, et al. Tungsten(II) chloride hydrates with high solubility in chloroaluminate ionic liquids for the electrodeposition of Al-W alloy films // Journal of Electroanalytical Chemistry. — Vol. 912. — 2022. — 116238.

31. A. V. Bhujbal, K.A. Venkatesan, B. M. Bhanage, Electrochemical deposition of nanocrystalline aluminum from a protic ionic liquid on mild steel // Journal of Molecular Liquids. — Volume 326. — 2021. — 115275.

32. Ветлугин Н. А., Поляков Н. А. Влияние капролактама и акриламида на кинетику процесса электроосаждения хрома из сульфатно-оксалатных электролитов Cr(III) // Гальванотехника и обработка поверхности. — 2017. — Т. 25, № 4. — С. 16-21.

33. Паутов Д. В., Ляхов Б. Ф., Поляков Н. А. Наводороживание осадков хрома и стальной основы при хромировании из сульфатно-оксалатных растворов Cr(III) // Коррозия: материалы, защита. — 2017. — № 4. — С. 33-37.

34. K. S. Nam, K. H. Lee, S. C. Kwon, et. al. Improved wear and corrosion resistance of chromium(III) plating by oxynitrocarburising and steam oxidation // Materials Letters, Volume 58, Issues 27-28. — 2004. — P. 3540-3544.

35. Сайфулин Р.С. Композиционные покрытия и материалы. — М.: Химия, 1977. — 272 с.

36. Anhua Ren, Min Kang, Xiuqing Fu. Tribological behaviour of Ni/WC-MoS2 composite coatings prepared by jet electrodeposition with different nano-MoS2 doping concentrations // Engineering Failure Analysis, — Vol. 143, Part A. — 2023.

37. Anhua Ren, Min Kang, Xiuqing Fu Corrosion behaviour of Ni/WC-MoS2 composite coatings prepared by jet electrodeposition with different MoS2 doping concentrations // Applied Surface Science. — Volume 613. — 2023. — 155905.

38. Akbarpour M.R., Gharibi Asl F, Rashedi H. Pulse-reverse electrodeposition of Ni-Co/graphene composite films with high hardness and electrochemical behaviour // Diamond and Related Materials. — Volume 133. — 2023. — 109720.

39. Elkhoshkhany N., Hafnway A., Khaled A. Electrodeposition and corrosion behavior of nano-structured Ni-WC and Ni-Co-WC composite coating // Journal of Alloys and Compounds. — Volume 695. — 2017. — Pages 1505-1514

40. Y. Zhao, J. Tang, N. Ye, et al. Influence of additives and concentration of WC nanoparticles on properties of WC-Cu composite prepared by electroplating // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. — Volume 30, Issue 6. —2020. — Pages 1594-1604.

41. Rezaei-Sameti M., Nadali S., Rajabi J., et al. The effects of pulse electrodeposition parameters on morphology, hardness and wear behavior of nano-structure Cr-WC composite coatings // Journal of Molecular Structure. — Volume 1020. — 2012. — Pages 23-27.

42. Фомина Р.Е, Мингазова Г.Г., Сайфуллин Р.С. и др. Композиционные электрохимические покрытия с матрицей из никеля с включениями наночастиц Al2O3 // Вестник Казанского технологического университета. — 2010. — №5. — С. 136-141.

43. Фомина Р.Е, Мингазова Г.Г., Сайфуллин Р.С. и др. Влияние наночастиц Al2O3 на свойства покрытий никелем // Вестник Казанского технологического университета. — 2010. — №8. — С. 82-87.

44. Полушин Н.И., Кудинов А.В., Журавлев В.В. и др. Дисперсное упрочнение алмазного композиционного электрохимического покрытия // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. — 2011. — №4. — С. 49-53.

45. Polyakov N. A. Formation of chromium composite electrochemical coatings from sulfate oxalate solutions based on Сг (III) // Russian Journal of Electrochemistry. — 2016. — Vol. 52, no. 9. — P. 858-872.

46. С. С. Адилова, А. Б. Дровосеков, А. Д. Алиев, А. А. Ширяев. Электрохимическое осаждение сплава Ni-W-P // Практика противокоррозионной защиты. — 2020. — Т. 25, № 1. — С. 51-58.

47. Кузнецов В. В., Гамбург Ю. Д., Жалнеров М. В. и др. Реакция выделения водорода на электролитических сплавах Co-Mo (W) и Ni-Re в щелочных средах // Электрохимия. — 2016. — Т. 52, № 9. — С. 1011-1021.

48. Telezhkina A. V., Kuznetsov V. V., Filatova E. A. et al. Corrosion and physical-mechanical properties of Cr-P-W alloy obtained by electrodeposition from water-dimethylformamide electrolytes // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. — 2019. — Vol. 55, no.6. — P. 1134-1141.

49. Дровосеков А. Б., Алиев А. Д., Рожанский Н. В. Химико-каталитическое осаждение сплавов Ni-W-P из растворов с глицином и яблочной кислотой // Практика противокоррозионной защиты. — 2018. — Т. 90, № 4. — С. 9-14.

50. Krutskikh V. M., Drovosekov A. B., Gamburg Y. D. et al. Electroless deposition and properties of co-re-b alloys // Russian Journal of Electrochemistry. — 2016. — Vol. 52, no. 2. — P. 106114.

51. Дровосеков А. Б., Крутских В. М., Алиев А. Д. Электроосаждение сплава Ni-P из электролита с добавками молочной и фосфористой кислот // Практика противокоррозионной защиты. — 2016. — Т. 81, № 3. — С. 55-62.

52. Akatsuka H., Andalib T., Bell B., et al. Characterization of electroless nickel-phosphorus plating for ultracold-neutron storage // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — Volume 1049. — 2023. — 168106.

53. Lee C. Y., Lee J. L., Jian S. Y., et al. The effect of fluoride on the formation of an electroless NiP plating film on MAO-coated AZ31B magnesium alloy // Journal of Materials Research and Technology. — Vol. 19. — 2022. — Pages 542-556.

54. Krutskikh V. M., Drovosekov A. B., Ivanov V. M. Studies of chemical-catalytic formation of Ni-Re (Mo, W)-B alloys // Russian Journal of Electrochemistry. — 2016. — Vol. 52, no. 9. — P. 873-884.

55. Дровосеков А. Б. Сравнение коррозионно-защитных свойств химико-каталитических покрытий Ni-P и Ni-W-P // Практика противокоррозионной защиты. — 2020. — Т. 25, № 2. — С. 66-71.

56. Rakoch A.G., Monakhova E.P., Khabibullina Z.V. , et. al. Plasma electrolytic oxidation of AZ31 and AZ91 magnesium alloys: Comparison of coatings formation mechanism // Journal of Magnesium and Alloys. — 2020. — Vol. 8, no. 3. — P. 587-600.

57. Aliofkhazraei M., Macdonald D.D., Matykina E., et. al. Review of plasma electrolytic oxidation of titanium substrates: Mechanism, properties, applications and limitations // Applied Surface Science Advances. — 2021. — Vol. 5, — 100121.

58. Zhu H., Huang J., Gong Y., et al. Insight into continuous growth mechanisms of ZrO2-AhO3 composite PEO coatings with superior cavitation erosion resistance // Surface and Coatings Technology. — 2024. — Vol. 477. — 130355.

59. Hussein R.O., Nie X., Northwood D.O. An investigation of ceramic coating growth mechanisms in plasma electrolytic oxidation (PEO) processing // Electrochimica Acta. — 2013. — Vol. 112.

— P. 111-119.

60. Guan Y., Xia Y., Li G. Growth mechanism and corrosion behavior of ceramic coatings on aluminum produced by autocontrol AC pulse PEO // Surface and Coatings Technology. — 2008.

— Vol. 202, no. 19. — P. 4602-4612.

61. Rakoch A. G., Kuznetsov Y. I., Tran V. T. et al. Black decorative anticorrosion coatings obtained on aa2024 alloy by plasma-electrolytic treatment and inhibition // International Journal of Corrosion and Scale Inhibition. — 2021. — Vol. 10, no. 2. — P. 562-579.

62. Павлушкин Н.М. Химическая технология стекла и ситаллов. - М.: Стройиздат, 1983. - 432 с.

63. Артюшкин, В. Н. Силикатно-эмалевые покрытия для промысловых трубопроводов // Нефть и газ Западной Сибири : Материалы Международной научно-технической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения Косухина Анатолия Николаевича, Тюмень, 15-16 октября 2015 года. Том III. - Тюмень: Тюменский государственный нефтегазовый университет, 2015. - С. 21-26.

64. Казак К. В., Диденко В.В. Разработка способа наноструктурного модифицирования силикатно-эмалевых покрытий и исследование их свойств // Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты. - 2013. - № 3. - С. 133-137

65. Б.А. Рычков, Н.Г. Ануфриев, Р.Х. Залавутдинов. Электрохимическое исследование защитных свойств покрытий оксидов титана на нержавеющей стали. Практика противокоррозионной защиты. - 2016, №1(79), — с. 12-25.

66. Gilewicz, A.; Warcholinski, B. Tribological Properties of CrCN/CrN Multilayer Coatings // Tribol. Int. — 2014. — Vol. 80. — P. 34-40.

67. Qiaoling, J.; Haidou, W.; Guolu, L., Jianjun, Z.; Jinna, L. Microstructures and Mechanical Properties of TiN/CrN Multilayer Films // Rare Met. Mater. Eng. — 2017. — Vol. 46, no. 10. — P. 2857-2862.

68. Pogrebnjak A. D., Beresnev V. M., Smyrnova K. V., Kravchenko Ya. O., Zukowski P. V., Bondarenko G. G. The Influence of Nitrogen Pressure on the Fabrication of the Two-Phase Superhard Nanocomposite (TiZrNbAlYCr)N Coatings // Mater. Lett. — 2018. — Vol. 211. — P. 316-318.

69. Atmaca I., Dikici B., Ezirmik K.V., et. al. Investigation of corrosion and wear performance of TiNbTaZr/Cr-Mo PVD coatings on 316L SS in Hanks's solution for improved biomedical applications // Surface and Coatings Technology. — 2023. — Vol. 473. — 130021.

70. Ghorbani A., Elmkhah H., Imantalab O. The impact of mechanical post-treatment on the tribological and corrosion behavior of CrN/CrAlN coatings applied using the CAE-PVD technique // Applied Surface Science Advances. — 2023. — Vol. 18. — 100477.

71. Biava G., Bida de Araujo Fernandes Siqueira I., Vaz R. F., et. al. Evaluation of high temperature corrosion resistance of CrN, AlCrN, and TiAlN arc evaporation PVD coatings deposited on Waspaloy // Surface and Coatings Technology. — 2022. — Vol. 438. — 128398.

72. Ulrich T., Pusch C., Hoche H., Polcik P. Boosting the wear and corrosion properties of PVD-TiMgGdN coated mild steels using novel powder metallurgical TiMgGd targets // Surface and Coatings Technology. — 2021. — Vol. 422. — 127496.

73. Soleimani M., Fattah-alhosseini A., Elmkhah H., et. al. A comparison of tribological and corrosion behavior of PVD-deposited CrN/CrAlN and CrCN/CrAlCN nanostructured coatings // Ceramics International. — 2023. — Vol. 49, no. 3. — P. 5029-5041.

74. Zhang Q., Shao L., Li W., et. al. Comparative study of anti-corrosion properties in different CrN/WC-Co duplex coatings processed by PVD/HVOF // Surface and Coatings Technology. — 2024. — Vol. 483. — 130799.

75. Meng X., Ding L., Xiao H., et. al. A study of microstructures and corrosion behavior of HVOF/PVD duplex coating against 10 vol% HCl solution // Surface and Coatings Technology. — 2024. — Vol. 476. — 130227.

76. Umretiya R. V., Worku M., Abouelella H., et. al. Hydrothermal corrosion of PVD and cold spray Cr-coatings on Zircaloy-4 in hydrogenated and oxygenated LWR coolant environments // Nuclear Materials and Energy. — 2023. — Vol. 37. — 101519.

77. Doleker K. M., Ozgurluk Y., Kahraman Y., et. al. Oxidation and hot corrosion resistance of HVOF/EB-PVD thermal barrier coating system // Surface and Coatings Technology. — 2021.

— Vol. 409. — 126862.

78. Pougoum F., Qian J., Martinu L. Study of corrosion and tribocorrosion of Fe3Al-based duplex PVD/HVOF coatings against alumina in NaCl solution // Surface and Coatings Technology. — 2019. — Vol. 357. — P. 774-783.

79. Программа и тезисы докладов «Седьмого семинара по проблемам химического осаждения из газовой фазы». — Новосибирск: ИНХ СО РАН, 2024. — 86 с.

80. Сыркин В.Г. CVD-метод. Химическая парофазная металлизация. — М.: Наука, 2000. — 496 с.

81. Dushik V. V., Rozhanskii N. V., Lifshits V. O. et al. The formation of tungsten and tungsten carbides by cvd synthesis and the proposed mechanism of chemical transformations and crystallization processes // Materials Letters. — 2018. — Vol. 228, no. 10. — P. 164-167.

82. Zhang H., Yu X., Nie Z., et. al. Microstructure and growth mechanism of tungsten carbide coatings by atmospheric CVD // Surface and Coatings Technology. — 2018. — Vol. 344. — P. 85-92.

83. Sokolowski K., Blazewicz S., Marzec M. M., et. al. Synthesis and growth mechanism of silicon-based nanostructures from polysiloxane via CVD process // Surface and Coatings Technology.

— 2024. — Vol. 484. — 130804.

84. Dushik V. V., Rozhanskii N. V., Zalavutdinov R. K. Ir study of the transformation of wf6 on a w substrate // Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. — 2019. — Vol. 13, no. 5.— P. 919-924

85. Park J.-Y., Kim I.-H., Jung Y.-I., et. al. Long-term corrosion behavior of CVD SiC in 360°C water and 400°C steam // Journal of Nuclear Materials. — 2013. — Vol. 443, no. 1-3. — P. 603-607.

86. Doyle P. J., Zinkle S., Raiman S. S. Hydrothermal corrosion behavior of CVD SiC in high temperature water // Journal of Nuclear Materials. — 2020. — Vol. 539. — 152241.

87. Istanbullu O. B., Akdogan G. Increased body fluid repellency and electrochemical corrosion resistance of intravascular stent materials by ICP-CVD-based DLC thin-film deposition // Diamond and Related Materials. — 2023. — Vol. 138. — 110251.

88. Anisur M.R., Singh Raman R.K., Banerjee P. C., et. al. Review of the role of CVD growth parameters on graphene coating characteristics and the resulting corrosion resistance // Surface and Coatings Technology. — 2024. — Vol. 487. — 130934.

89. Bolelli G., Bonferroni B., Coletta G., et. al. Wear and corrosion behaviour of HVOF WC-CoCr/CVD DLC hybrid coating systems deposited onto aluminium substrate // Surface and Coatings Technology. — 2011. — Vol. 205, no. 17-18. — P. 4211-4220.

90. Rie K.-T., Gebauer A., Wöhle J. Plasma assisted CVD for low temperature coatings to improve the wear and corrosion resistance // Surface and Coatings Technology. — 1996. — Vol. 86-87, Part 2. — P. 498-506.

91. Ma D., Harvey T. J., Zhuk Y. N., et. al. Cavitation erosion performance of CVD W/WC coatings // Wear. — 2020. — Vol. 452-453. — 203276.

92. Lakhotkin Y. V. , Dushik V. V. , Kuz'min V. P., Rozhanskii N. V. Nanostructured hard coatings: the key to safe operation of equipment in extreme conditions // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. — 2015. — Vol. 51, no. 7. — P. 1165-1169.

93. Wood R.J.K., Lu P. Coatings and Surface Modification of Alloys for Tribo-Corrosion Applications // Coatings. — 2024. — Vol. 14, no. 1. — P. 99.

94. Зеликман А.Н., Никитина Л.С. Вольфрам. — М.: Металлургия, 1978. — 272 с.

95. Lassner E., Schubert W.D. Tungsten. Properties, chemistry, technology of the element, alloys, and chemical compounds. — Springer, 1999. — 422 p.

96. Kim H., Lee H. J., Kim S. H., Jang C., Plasma thermal performance of a dual-process PVD/PS tungsten coating on carbon-based panels for nuclear fusion application // Fusion Engineering and Design. — 2016. — Vol. 109-111, Part A. —P. 590-595.

97. García Gallardo J.A., Giménez M.A.N., Gervasoni J.L. Nuclear properties of Tungsten under 14 MeV neutron irradiation for fusion-fission hybrid reactors // Annals of Nuclear Energy. — 2020. — Vol. 147. — 107739.

98. Jichang Xie, Haifei Lu, Jinzhong Lu, Xinling Song, Shikai Wu, Jianbo Lei Additive manufacturing of tungsten using directed energy deposition for potential nuclear fusion application // Surface and Coatings Technology. — 2021. — Vol. 409. — 126884.

99. Pitts R.A. et al. Physics basis for the first ITER tungsten divertor // Nuclear Materials and Energy. — 2019. — Vol. 20. — 100696.

100. Bachmann C. et al. Issues and strategies for DEMO in-vessel component integration // Fusion Engineering and Design. — 2016. — Vol. 112. — P. 527-534.

101. Harutyunyan Z., Ogorodnikova O., Gasparyan Y., Efimov V., Sorokin I., Sergeev N., et al. Tungsten fuzz annealing effect on deuterium retention in polycrystalline tungsten// Journal of Nuclear Materials. — 2022. — Vol. 567. — 153811.

102. Zalavutdinov R., Novokhatsky A., Gusev V. et al. Electron beam treatment of tungsten mock-ups // Physica Scripta. — 2017. — Vol. 170. — 014043.

103. Scientific Group Thermodata Europe. Thermodynamic Properties of Inorganic Materials // Springer. — 1999. — 390 P.

104. Лякишев H.n.(ed) Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник в 3 т. — Т. 1 — М.: Машиностроение, 1996. - 992 с.

105. Курлов А.С., Гусев А.И. Физика и химия карбидов вольфрама. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2014. — 272 с.

106. PDF-2 Data Books Sets 1-59 Inorganic and Organic Data, ICDD. — Newtown Square, 2009. — 250 p.

107. Hua Y., Wang J., Ma J., Chen S., Lai C., Daniel den Englsen Effect of yttrium doping on the formation and stability of ß-tungsten powder // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. — 2018. — Volume 72. — P. 71-77.

108. Красовский А.И., Чужко Р.К., Балаховский О.А., Трегулов В.Р. Фторидный процесс получения вольфрама. Физико-химические основы. Свойства металла. — М.: Наука, 1981. 261 с.

109. Fromm E., Roy U. The high temperature terminal solubility of carbon in molybdenum, tungsten, and rhenium // Physica Status Solidi (b). — 1965. — Vol. 9, no. 2. — P. 83-86.

110. Hartmann H., Ebert F., Bretschneider O. Elektrolysen in Phosphatschmelzen. I. Die elektrolytische Gewinnung von a- und ß-Wolfram // Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. - 1931. - №198. - С. 116-140.

111. J.A. Hofer, P. Pedrazzini, S. Bengio, et. al. Superconductivity in low nitrogen concentration stabilized ß-tungsten thin films // Materials Letters. — 2024. — Vol. 360. — 136007.

112. Vullers F.T.N., Spolenak R. Alpha- vs. beta-W nanocrystalline thin films: A comprehensive study of sputter parameters and resulting materials' properties // Thin Solid Films.

— 2015. — Vol. 577. — P. 26-34.

113. Kvashnin A.G., Rybkovskiy D.V., Filonenko VP., Bugakov V.I., Zibrov I.P., Brazhkin V.V., Oganov A.R., A. A. Osiptsov, A. Y. Zakirov WB5-1: Synthesis, Properties, and Crystal Structure — New Insights into the Long-Debated Compound // Adv. Sci. — 2020. — Vol. 7. — 2000775.

114. Pourbaix M. Atlas of Electrochemical Equilibrium in Aqueous Solutions. — Houston, Texas: NACE, 1974. — 648 c.

115. Seo Y. J., Park S.W. Application of potential-pH diagram and potentiodynamic polarization of tungsten // Transactions on electrical and electronic materials. — 2009. — Vol. 7, no. 3. — P. 108-111.

116. Nave M.I. Materials science of electrochemical formation of tungsten nanosharp probes.

— Clemson University, 2014. — 237 c.

117. Lillard R.S., Kanner G.S., Butt D.P. The Nature of Oxide Films on Tungsten in Acidic and Alkaline Solutions // J. Electrochem. Soc. — 1998. — Vol. 145. no. 8. — P. 2718-2725.

118. Anik M. Anodic Behavior of Tungsten in H3PO4-K2SO4-H2SO4/KOH Solutions // Turk. J. Chem. — 2002. — №26. — P. 915-924.

119. Porto M. B., Alvim L. B., Almeida Neto A. F. Nickel removal from wastewater by induced co-deposition using tungsten to formation of metallic alloys // Journal of Cleaner Production. — 2017. — Vol. 142. — P. 3293-3299.

120. Devis G.L., Gentry C.H.R. The electrodeposition of tungsten // Metallurgia. — 1956. — Vol. 53. — P. 3-17.

121. Brenner A. Electrodeposition of Alloys. — Vol. 2. — New York, USA: Academic Press, 1963. — 656 c.

122. Zellner M.B., Jingguang G.C. Synthesis, characterization and surface reactivity of tungsten carbide (WC) PVD films // Surface Science. — 2004. — Vol. 569, Iss. 1-3. — P. 8998.

123. Hyunmyung K., Ho Jung L., Sung Hwan K., Jae-Min S., Changheui J. Performance of a dual-process PVD/PS tungsten coating structure under deuterium ion irradiation // Fusion Engineering and Design. — 2016. — Vol. 109-111, Part A. — Pages 353-358.

124. Quesnel E., Pauleau Y., Monge-Cadet P., Brum M. Tungsten and tungsten-carbon PVD multilayered structures as erosion-resistant coatings // Surface and Coatings Technology. — 1993 — Vol. 62, Iss. 1-3. — P. 474-479.

125. Гончаров В.Л. Физико-химические основы низкотемпературного осаждения карбидов вольфрама и их композиций излетучих фторидов при пониженных давлениях: дис. канд. хим. наук наук: 02.00.04. — М.: ИФХЭ РАН, 2010. — 147 с.

126. Душик, В. В. Формирование наноструктурированных карбидовольфрамовых слоев, стойких к коррозионному воздействию: автореф. дис. канд. хим. наук наук: 05.17.03. — М., 2012. — 24 с.

127. Archer N.J., Yee K.K. Chemical Vapour Deposited Tungsten Carbide Wear-Resistant Coatings Formed at Low temperatures // Wear. — 1978. — Vol. 48. — Р. 237-250.

128. ГОСТ 859-2014. Медь. Марки. — М.: Стандартинформ, 2015.

129. ГОСТ 492-2006. Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые, обрабатываемые давлением. Марки. — М.: Стандартинформ, 2011.

130. ГОСТ 6709-72. Вода дистиллированная. Технические условия. — Переизд. Апр. 2001 с изм. 1, 2. — М.: Изд-во стандартов 2001.

131. ГОСТ 3118-77. Реактивы. Кислота соляная. Технические условия. — Переизд. Янв. 1997 с изм. 1 — М.: Изд-во стандартов 1997.

132. ГОСТ 596-89. Натрий сернистый технический (натрия сульфид). Технические условия. — М.: Изд-во стандартов, 1991.

133. ГОСТ 4328-77. Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия. — Переизд. Май 2001 с изм. 1, 2. — М.: Изд-во стандартов 2001.

134. ГОСТ 4233-77. Реактивы. Натрия хлорид. Технические условия. — М.: Изд-во стандартов 2008.

135. ГОСТ 4568-95. Калий хлористый. Технические условия. — Минск: Межгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации 1997.

136. ГОСТ 5962-2013. Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия. — М.: Стандартинформ, 2014.

137. ГОСТ 9805-84. Спирт изопропиловый. Технические условия. — Переизд. Дек. 1989 с изм. 1 — М.: Изд-во стандартов 1989.

138. ГОСТ 701-89. Кислота азотная концентрированная. Технические условия. — Переизд. Июл. 2002. — М.: Изд-во стандартов 2002.

139. ISO 6344-3. Determination of grain size distribution of microgrits P240 to P2500. — 1998.

140. ГОСТ 9206-80. Порошки алмазные. Технические условия. — М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам 1989.

141. ГОСТ 25593-83. Пасты алмазные. Технические условия. — М.: Государственный комитет СССР по стандартам 1983.

142. ГОСТ 4206-75. Реактивы. Калий железосинеродистый. Технические условия. — Переизд. Дек. 1992 с изм. 1. — М.: Изд-во стандартов 1992.

143. ГОСТ 24363-80 Реактивы. Калия гидроокись. Технические условия. — Переизд. Июн. 2003 с изм. 1. — М.: Изд-во стандартов 2003.

144. Панченко Е.В., Скаков Ю.А., Кример Б.И., и др. Лаборатория металлографии. — M.: Металлургия, 1965. — 499 с.

145. Горелик С.С, Расторгуев Л.Н., Скаков Ю.А. Ренгенографический и электронографический анализ. — М.: Металлургия, 1970. — 366 с.

146. PDF-2 Data Books Sets 1-59 Inorganic and Organic Data, ICDD. — Newtown Square, 2009. — 250 p.

147. ГОСТ 9450-76. Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников. — Переизд. Мар. 1993 с изм. 1, 2. — М.: Изд-во стандартов 1993.

148. Головин, Ю. И. Наноиндентирование и его возможности. — М.: Машиностроение, 2009. — 312 с.

149. Хебда М., Чичинадзе А.В. (eds.) Триботехника антифрикционных, фрикционных и сцепных устройств. Методы и средства триботехнических испытаний. — М.: Машиностроение, 1992. — 628 с.

150. ГОСТ 3882-74. Сплавы твердые спеченные. Марки. — Переизд. Июн. 1998 с изм. 1, 2, 3, 4, 5, 6. — М.: Изд-во стандартов 1998.

151. ГОСТ 9.907-2007. Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы, сплавы, покрытия металлические. Методы удаления продуктов коррозии после коррозионных испытаний. — М.: Стандартинформ, 2007.

152. ГОСТ 26449.3-85. Установки дистилляционные опреснительные стационарные. Методы химического анализа соленых вод и дистиллята на содержание газов. — М.: Издательство стандартов, 1987.

153. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов. М.: Металлургия. 1976. 472 С.

154. ГОСТ 26449.3-85. Установки дистилляционные опреснительные стационарные. Методы химического анализа соленых вод и дистиллята на содержание газов. Москва. Издательство стандартов. 1987.

155. Углерод. Большая российская энциклопедия [Электронный ресурс] // Bigenc.ru: Научно-образовательный портал «Большая российская энциклопедия», М, 2022. URL: https://bigenc.ru/c/uglerod-dc7cd3 (дата обращения: 30.01.2024)

156. Вольфрам. Большая российская энциклопедия [Электронный ресурс] // Bigenc.ru: Научно-образовательный портал «Большая российская энциклопедия», М, 2022. URL: https://bigenc.ru/c/vol-fram-84aa1f