Разработка технологических процессов синтеза и методов исследования керамических композиционных слоев при плазменной обработке в электролитах деталей приборов и электронной техники тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.14, кандидат наук Кирикова, Кира Евгеньевна

• Кирикова, Кира Евгеньевна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Кирикова, Кира Евгеньевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Введение

1. Методы получения и свойства керамических композиционных слоев на алюминиевых сплавах (литературный обзор)

1.1. Методы получения керамических композиционных слоев на алюминиевых сплавах

1.2. Опыт применения плазменно-электролитического оксидирования алюминия для приборостроения и электронной техники

1.3. Основы техники и технологии плазменной обработки в электролитах

1.3.1. Основы плазменно-электролитического оксидирования

1.3.2. Состав, структура и физико-механические свойства ПЭО-покрытий на алюминиевых сплавах

1.3.3. Технология процесса ПЭО

Выводы по главе 1

2. Экспериментальное оборудование и методы исследования

2.1. Оборудование и методика плазменно-электролитической обработки

2.1.1. Установка МДО-15 0 и ее модернизация

2.1.2. Установка ИТТ-2

2.1.3. Установка МДО-100

2.2. Методы исследования состава, структуры и свойств поверхности

2.2.1. Применение методов ионно-рассеивательной спектрометрии для анализа приповерхностных слоев материалов

2.2.2. Оптические методы исследования

2.2.3. Другие методы исследований

2.3. Методы компьютерного моделирования

2.4. Имитация воздействия факторов космического излучения

2.4.1 .Облучение атомарным кислородом

2.4.2. Облучение потоком протонов

-33. Разработка основ технологии синтеза тонких ПЭО-слоев на алюминиевых сплавах

3.1. Синтез тонких оксидных слоев методом ПЭО

3.2. Изучение влияния ультразвука в процессе оксидирования на свойства

тонких ПЭО-слоев

Выводы по главе 3

4. Влияние факторов космического пространства на свойства ПЭО-покрытий

4.1. Светотехнические свойства керамических ПЭО-слоев на алюминиевых сплавах

4.1.1. Гониофотометрические и микроскопические исследования поверхности

4.1.2. Измерения спектрального апертурного коэффициента отражения

4.2. Имитационные испытания воздействия факторов космического пространства

4.2.1. Основные факторы космического пространства и их воздействие на

композиционные материалы

4.2.2.Облучение потоком атомарного кислорода

4.2.3. Воздействие ускоренных протонов

Выводы по главе 4

5. Разработка керамических покрытий для анода плазменного ионного

источника

Заключение

Перечень принятых сокращений

Список литературных источников

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологических процессов синтеза и методов исследования керамических композиционных слоев при плазменной обработке в электролитах деталей приборов и электронной техники»

-4-ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Научно-технический прогресс приводит к повышению требований к материалам и необходимости улучшения их комплексных и отдельных характеристик с возможностью изменения в широком диапазоне в соответствии с конкретными условиями эксплуатации. Помимо разработки новых составов и композиций большое внимание уделяется поверхностному и объемному модифицированию материалов. Особенно интенсивно развиваются способы поверхностной обработки, поскольку свойства изделия в целом в большинстве случаев определяются характеристиками поверхности и приповерхностного слоя.

Нанесение покрытий на поверхность материалов [1], а также регулирование их состава и структуры в приповерхностном слое [2-3] позволяет не только рациональнее использовать дорогостоящие материалы и повышать технико-экономические показатели изделий, но и получать принципиально новые композиции, обладающие более высокими свойствами, чем просто сумма характеристик материала основы и модифицированного слоя. В последнее время интерес вызывают технологии упрочняющей поверхностной обработки металлических поверхностей изделий, которые позволяют получать твердую износостойкую оксидную керамику с высокой прочностью сцепления с основой (при этом сформированные на материалах поверхностные слои часто рассматриваются как покрытия).

Среди оксидных покрытий ведущую роль играют оксид алюминия и композиции на его основе, так как они обладают твердостью, износостойкостью, высокими тепло- и электроизоляционными свойствами, а алюминий является одним из важнейших технических материалов и прочно занял первое место среди других цветных металлов по масштабам производства и значению в хозяйстве и промышленности.

Керамические покрытия на алюминии получают методами плазменного напыления, ионной имплантации кислородом, оксидированием в плазме тлеющего разряда, анодированием, плазменно-электролитическим анодированием и оксидированием. Среди перечисленных методов плазменно-электролитическое оксидирование (ПЭО) выгодно отличается, прежде всего, высокой экологической чистотой процесса и отсутствием необходимости тщательной предварительной подготовки поверхности деталей. Получаемые этим способом покрытия обладают высокой коррозионной стойкостью, износостойкостью и теплостойкостью, толщиной

л

до 500 мкм и микротвердостью до 2500 кг/мм [3].

Накопленные данные о структуре модифицированных слоев, получаемых в процессе ПЭО, позволяют говорить о нем как о процессе наноструктурирования, в то время как сами слои представляют собой наноструктурированный материал. Уникальность таких структур

заключается в высокой объемной доле границ раздела фаз и в отсутствии дислокаций внутри кристаллов. Благодаря этому наноструктурированные покрытия отличаются высокими значениями твердости, упругого восстановления, прочности и термической стабильности.

Несмотря на растущую популярность метода ПЭО, его возможности исследованы и использованы еще далеко не полностью. К настоящему времени накоплен большой практический опыт по применению ПЭО-покрытий в различных отраслях промышленности -от производства товаров бытового назначения до аэрокосмической промышленности. Однако некоторые свойства (структурные, механические, трибологические, коррозионно-защитные и электроизоляционные) керамических ПЭО-слоев изучены лучше, в то время как другие (например, оптические свойства и радиационная стойкость) исследованы пока слабо. Между тем стойкость приборов к воздействию электромагнитного излучения и оптические свойства материалов являются важными для ряда применений. В частности, одна из актуальных проблем связана с разработкой устойчивых терморегулирующих покрытий (ТРП) космических аппаратов (КА), на поверхность которых действуют электромагнитное излучение Солнца, включающее вакуумное и ближнее ультрафиолетовые излучения, и потоки заряженных частиц [4]. Нормальное функционирование КА в значительной степени определяется поддержанием в полете необходимого температурного режима аппарата в целом и отдельных его элементов. Требуются новые материалы, способные выдерживать нагрузки космических полетов (высокие температуру, давление, вибрационные нагрузки на этапе выведения, низкие температуры космического пространства, глубокий вакуум, радиационное воздействие, бомбардировку микрочастицами и «космическим мусором» и т.д.) и при этом иметь достаточно низкую удельную массу. Разработка таких материалов является одной из важнейших задач космического материаловедения XXI века.

Другая задача связана с необходимостью создания устойчивых покрытий на материалах, используемых в управляемом термоядерном синтезе с магнитным удержанием плазмы и в различных ионно-плазменных устройствах и приборах, где они подвергаются мощному воздействию УФ излучения высокотемпературной плазмы и широкого энергетического спектра заряженных частиц. Сходство используемых в конструкциях термоядерных установок и космических аппаратов материалов, а также сходство воздействующих факторов определяет и протекание сходных физико-химических процессов на поверхностях покрытий: адсорбции и десорбции газов, физического и химического распыления, протекания сложных химических реакций под воздействием электромагнитного излучения и плазмы и пр. [5].

В диссертации для расширения возможностей применения алюминиевых сплавов с оксидными покрытиями в приборостроении исследуются светотехнические характеристики и радиационная стойкость модифицированных слоев на алюминиевых сплавах, полученных

методом плазменно-электролитического оксидирования.

Цель и основные задачи работы. Основная цель состояла в разработке технологических процессов синтеза и методов исследования керамических композиционных слоев, обеспечивающих радиационную, тепловую, электроизоляционную и механическую защиту деталей приборов из алюминиевых сплавов.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Отработать технологический режим синтеза методом ПЭО тонкого диэлектрического слоя оксида алюминия толщиной порядка 1 мкм на алюминиевой фольге для создания анодов электролитических конденсаторов.

2. Проанализировать возможности методов ионно-рассеивательной спектрометрии для исследования состава оксидных ПЭО-слоев.

3. Исследовать влияние воздействия ультразвуковых колебаний в процессе плазменно-электролитической обработки на характеристики получаемых покрытий.

4. Изучить характер отражения света от композиционных керамических оксидных слоев и разработать методику измерения спектрального коэффициента отражения на базе серийного спектрофотометрического оборудования.

5. Экспериментально изучить спектральную отражательную способность ПЭО-покрытий на алюминиевых сплавах и ее зависимость от технологических параметров процесса обработки.

6. Испытать ПЭО-покрытия на радиационную стойкость при воздействии потоков заряженных частиц и плазмы.

Методология и методы исследования. Экспериментальные данные получены как на стандартном аналитическом оборудовании с помощью современных методик исследования, так и при помощи разработанной в ходе выполнения работы сравнительной методики оценки коэффициента отражения покрытий на базе спектрофотометра СФ-46.

Научная новизна работы

1. Проанализированы возможности методов ионно-рассеивательной спектрометрии для исследования состава ПЭО-слоев на алюминиевых сплавах. Для анализа тонких оксидных слоев на алюминиевой фольге рекомендовано обратное рассеяние протонов энергии 1-1.5 МэВ, а для изучения более толстых керамикоподобных покрытий - совместное применение методов резерфордовского (POP) и ядерного (ЯОР) обратного рассеяния.

2. Впервые проведены исследования светотехнических характеристик керамических ПЭО-покрытий. Найдено, что диффузная составляющая отраженного света возрастает монотонно с ростом длины волны в диапазоне 340-1100 нм.

-73. Проведены имитационные испытания воздействия факторов космического пространства на керамические ПЭО-покрытия. Показано, что они являются более стойкими в отношении воздействия протонов на отражающие свойства по сравнению с используемыми на практике ТРП и при этом сохраняют высокие значения микротвердости. Экспериментально показано, что эрозия ПЭО-слоев под действием потока атомарного кислорода (АК) является практически незначительной.

4. Экспериментально исследовано влияние воздействия ультразвука в процессе ПЭО, эффект которого проявляется в утонении (на ~2 мкм) ПЭО-слоя, предположительно, за счет уменьшения пористости на начальной стадии формирования оксидного слоя.

Научная„и практическая ценность работы

1. Анализ возможностей методов ионно-рассеивательной спектрометрии, показавший их высокую эффективность для исследования ПЭО-покрытий, в том числе тонких (порядка 1 мкм).

2. Технологический режим получения тонких ПЭО-слоев оксида алюминия на предварительно подготовленной поверхности алюминиевых фольг без изменения их исходной толщины для создания анодов высокоэффективных электролитических конденсаторов.

3. Методика измерения спектрального апертурного коэффициента отражения на базе серийного спектрофотометрического оборудования для измерений коэффициентов пропускания, для проведения сравнительных исследований отражательной способности непрозрачных покрытий в ближнем УФ, оптическом и ближнем ИК диапазонах длин волн.

4. Результаты первых исследований стойкости ПЭО-покрытий к воздействию факторов космического пространства: потоков атомарного кислорода и пучков протонов.

5. Экспериментально обнаруженная стойкость ПЭО-покрытий к воздействию потоков заряженных частиц и плазмы, позволяющая успешно применять технологию ПЭО для получения диэлектрических керамических покрытий на металлических деталях в ионно-плазменных устройствах и приборах.

На защиту выносятся следующие положения

1. Технологический режим плазменно-электролитического оксидирования в силикатно-щелочном электролите для получения тонких слоев оксидной керамики на алюминиевых фольгах. Результаты измерений состава и структуры полученных образцов методами ионно-рассеивательной спектрометрии.

2. Результаты исследований влияния геометрии расположения электродов на свойства тонких пленок на алюминиевых сплавах. Вывод о том, что увеличение расстояния между противоэлектродом и образцом приводит к меньшему содержанию оксида в модифицированном слое.

-83. Результаты ультразвукового воздействия (с частотой 22 кГц и 130 кГц) в процессе ПЭО, влияние которого проявляется в уменьшении общей пористости и толщины тонких (5-30 мкм) оксидных ПЭО-слоев.

4. Методика измерения спектрального апертурного коэффициента отражения (СКО), позволяющая проводить сравнительное изучение отражательной способности непрозрачных композиционных покрытий в видимом ближнем УФ, оптическом и ближнем ИК диапазонах.

5. Результаты анализа влияния технологических параметров синтеза и факторов космического пространства на изменение светотехнических характеристик покрытий, полученных на алюминиевых сплавах оксидированием в электролитной плазме.

6. Результаты имитационных испытаний воздействия протонов с энергией 500 кэВ и

16 2

флюенсом ~ 10 см" на поверхность шлифованных и нешлифованных керамических покрытий на сплаве АМг5. Вывод о том, что ПЭО-покрытия являются стойкими в отношении воздействия протонов на их отражающие свойства и не теряют своей высокой микротвердости.

7. Результаты имитационных испытаний воздействия атомарного кислорода со средней энергией 30 эВ и эквивалентным флюенсом F= 4.3'1020ион/см2 на ПЭО-покрытия на сплавах АМг5 и Д16. Вывод о том, что их эрозия под действием потока АК является практически незначительной по сравнению с эрозией многих углеродных и полимерных композиционных материалов, применяемых на внешней стороне КА.

Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием современной

I

аппаратуры, надежных и независимых методов исследования, сравнением с результатами тестированных компьютерных программ моделирования взаимодействия заряженных частиц с твердым телом, а также сравнением полученных результатов с литературными данными, полученными при сопоставимых условиях.

Личный вклад автора заключается в самостоятельной разработке методики измерения спектрального апертурного коэффициента отражения шероховатых покрытий, компьютерном моделировании и аналитических расчетах возможностей методов POP и ЯОР для анализа ПЭО-слоев, личном участии автора в проведении большинства описанных в работе экспериментов, интерпретации включенных в диссертацию результатов и формулировке выводов.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях и семинарах: XII и XV Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», Москва, МЭИ, 2006, 2009 гг.; Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии - НМТ», Москва, МАТИ, 2006, 2008 гг.; XXXVI и XXXVII международной конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва, 2006, 2008 гг.; XXXII - XXXV Международных молодежных научных конференциях

«Гагаринские чтения», Москва, МАТИ, 2006-2009 гг.; 8-м Всероссийском семинаре «Проблемы теоретической и прикладной электронной и ионной оптики», Москва, ФГУП НПО «ОРИОН», 2007 г.; 7-й и 10-й Всероссийской с международным участием научно-технической конференции «Быстрозакаленные материалы и покрытия», МАТИ, 2008, 2011 гг.; Научно-технической конференции «Проблемы термоядерной энергетики и плазменные технологии», Москва, МЭИ, 2009 г.; III и IV Международной научно-технической конференции «Электрохимические и электролитно-плазменные методы модификации металлических поверхностей», Кострома, КГУ им. H.A. Некрасова, 2010, 2013 гг.; X и XI Межвузовской научной школе молодых специалистов «Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине», Москва, МГУ, 2009,2011 гг.

Основные результаты диссертации отражены в работах [6-13].

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложения.

В первой главе дан аналитический обзор литературы по теме диссертации. Рассмотрены различные способы получения оксидных керамических слоев на алюминиевых сплавах, среди которых рядом преимуществ обладает метод плазменно-электролитического оксидирования. Изложены физико-химические основы технологии ПЭО, описаны основные свойства ПЭО-покрытий и степень их изученности.

Во второй главе приводятся сведения о применяемых установках ПЭО, стандартных и разработанных методах исследования, экспериментальных установках и аппаратуре. Описана разработанная в процессе выполнения диссертационной работы методика измерения спектрального апертурного коэффициента отражения непрозрачными матовыми покрытиями (на базе серийного спектрофотометра).

Третья глава посвящена вопросам синтеза тонких ПЭО-слоев на алюминиевых фольгах и сплавах; исследованию эффективности анализа их структуры с помощью методов ионно-рассеивательной спектрометрии и оценке влияния отдельных факторов в процессе ПЭО на свойства получаемых оксидных слоев.

В четвёртой главе приводятся результаты применения разработанной методики оценки отражающих свойств покрытий для сравнительного анализа терморегулирующей эмали ЭКОМ-1 и ПЭО-слоев, полученных на разных алюминиевых сплавах. Исследованы влияние технологических параметров процесса обработки на отражательную способность ПЭО-слоев и ее изменение под воздействием таких факторов космического пространства, как протоны и атомарный кислород.

Пятая глава посвящена модификации анода высокочастотного источника ионов и демонстрации пригодности применения ПЭО-покрытий в ионно-плазменных приборах.

-101. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ И СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ СЛОЕВ НА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВАХ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

1.1. Методы получения керамических композиционных слоев на алюминиевых

сплавах

Среди оксидных покрытий главенствующие позиции принадлежат оксиду алюминия АЬОз и композициям на его основе. Эти покрытия тверды, износостойки, обладают высокими тепло- и электроизоляционными свойствами, но не всегда эффективно защищают от коррозии из-за слоистого строения и большой пористости [14]. Из-за высокой температуры плавления альфа-оксида алюминия (корунда) — 2044°С — их получают, в основном, методом плазменного напыления. Плазменное напыление, или плазменная металлизация обеспечивает защиту изделия от воздействия окислительной среды и механических нагрузок, антикоррозионную защиту и защиту от воздействия агрессивных сред, упрочнение поверхностей деталей. Это метод, при котором частицы распыляемого материала (металлического порошка) разгоняются высокотемпературными потоками плазмы, нагреваются, плавятся и в виде двухфазного потока направляются на подложку. При ударе и деформации происходит взаимодействие частиц с поверхностью основы или напыляемым материалом и формирование покрытия. Плазменное напыление является одним из способов газотермического напыления.

Для напыления оксида алюминия оптимальный размер порошковых частиц составляет 20-60 мкм. Для уменьшения хрупкости вводят добавки ТЮг, МА1 и №Сг, повышающие износостойкость и стойкость покрытий в щелочных растворах. АЬОз керамические покрытия, наносимые методами плазменного и высокоскоростного газопламенного напыления, характеризуются высокой твердостью и электроизоляцией, могут эксплуатироваться в условиях трения или абразивного износа, при температурах до 1100°С [3].

Пользующийся в последнее время широкой популярностью золь-гель метод [15] синтеза материалов и покрытий из-за низких температур процесса обеспечивает формирование в основном аморфного оксида алюминия, устойчивого до температур 700-800° С [16]. Золь-гель технологию можно применить для послеанодной обработки оксидированных изделий из алюминия. Согласно [17], золь-гелиевое наполнение пор нивелирует поверхность изделий.

Поверхностную обработку деталей из алюминиевых сплавов осуществляют следующими способами: ионная имплантация кислородом, оксидирование в плазме тлеющего разряда, анодирование (особенно твердое или толстослойное), плазменно-электролитическое анодирование и плазменно-электролитическое оксидирование [3]. В результате этих процессов

образуется слой твердой износостойкой керамики с очень высокой прочностью сцепления покрытия с основой благодаря его сродству с металлом основы, из которого оно образуется в результате химических реакций.

Ионная имплантация путем насыщения поверхности металла кислородом обеспечивает возможность изменения состава и структуры поверхностного слоя на глубину до 1 мкм [18]. Механизм ионной имплантации при бомбардировке соответствующими ионами заключается во взаимодействии между имплантированными атомами и дефектами в материале. Но этот способ модифицирования требует достаточно сложного оборудования и не позволяет прорабатывать материал на толщины, необходимые для эксплуатации изделий в жестких условиях.

Наиболее распространенным способом получения оксидных пленок на алюминии является способ электрохимического анодирования [19]. Традиционное анодирование представляет собой процесс электрохимического окисления в различных электролитах при анодной поляризации обрабатываемой детали. Формируемые таким путем на алюминии анодные оксидные пленки (АОП) по своему назначению можно разделить на три группы:

1) тонкие, беспористые пленки толщиной до 2 мкм, используемые в электронике и электротехнике;

2) пленки толщиной 15-20 мкм, которые после наполнения пор применяются в качестве коррозионно-защитных;

3) толстые пленки (20-300 мкм), имеющие высокие коррозионно-защитные свойства и износостойкость [3].

Толстослойное анодирование значительно повышает твердость поверхности (до 6 ГПа применительно к алюминию), однако требует охлаждения электролита и деталей, что усложняет технологический процесс.

В зависимости от вида и состояния кислородосодержащей среды, заполняющей межэлектродное пространство, различают анодирование в водных растворах электролитов (которое ведут в растворах серной, щавелевой, хромовой, сульфосалициловой кислот, а также в растворах, содержащих комбинацию этих кислот и добавки солей), в расплавах солей, в газовой плазме и плазменно-электролитическое анодирование [3].

В плазме высокочастотного разряда или же в тлеющем разряде получают однородные, малодефектные и свободные от примесей, свойственных электрохимическому анодированию в растворах, пленки. Однако их толщина не превышает 800 нм [20]. Применение они находят главным образом в микроэлектронике. Недостатком способа анодирования в плазме высокочастотного разряда является сложность оборудования и вредность высокочастотного излучения.

Анодированные плазменно-электролитическим способом изделия обладают относительно высокой эрозионной стойкостью и теплозащитными свойствами и могут найти применение в самолетостроении. Однако формируемые таким образом пленки обладают значительной пористостью, что не обеспечивает достаточно высокой коррозионной стойкости [19, 21]. Покрытия, не содержащие пор, анодированием получить невозможно — это обусловлено природой процесса.

В основе разработанного при активном участии Е.Е. Аверьянова метода плазменно-электролитического анодирования [22] лежит процесс анодирования с расположением одного электрода в электролите, а другого - над электролитом. Анод (обрабатываемую деталь), как правило, неглубоко погружают в электролит, а катод располагают над его поверхностью, между ними зажигают электрический разряд, прикладывая импульсное напряжение величиной 40-100 В и замыкая цепь с помощью кратковременного контакта между катодом и электролитом. Это позволяет получить плотную плазму вблизи металла при сохранении невысокой температуры анода (не превышает 80 °С), благодаря его контакту с раствором. Определяющими факторами при получении качественных оксидных пленок на поверхности алюминия являются концентрация электролита, время процесса и глубина погружения анода. Плазменно-электролитическое анодирование обычно проводят в 3-20 % водном растворе серной кислоты при глубине погружения анода 2-6 мм, в этом случае формирование АОП заканчивается в первые 10-18 мин до конечной толщины 300 мкм и пористости 10-40%. Такая высокая скорость формирования покрытий объясняется протеканием плазмохимических и термически активированных реакций. При более длительной обработке толщина пленок практически не меняется. Плазменно-электролитический способ анодирования металлов по сравнению с другими способами анодирования позволяет резко увеличить скорость процесса (в 510 раз) и достижимые толщины оксидов (в 2-4 раза) [22]. Пленки, полученные на алюминии, в большинстве случаев состоят из аморфного АЬОз, хотя при определенных условиях наблюдается образование у-АЬОз.

Плазменно-электролитическое оксидирование также протекает при участии электрических разрядов, однако при этом имеется ряд существенных отличий от метода плазменно-электролитического анодирования [3]:

— оба электрода погружены в электролит, в качестве которого применяются обычно слабощелочные электролиты;

— ПЭО чаще проводится на переменном или импульсном токе при высоких напряжениях - до 1000 В;

— разряд при ПЭО не является нормальным тлеющим, высокочастотным, искровым или дуговым, а имеет более сложный характер;

-13— разрядные плазменные каналы проводимости образуются не напрямую между анодом и катодом, а в тонком пограничном слое между поверхностью рабочего электрода (обрабатываемый материал) и имеющим потенциал противоэлектрода т.н. электролитным электродом на локальных, хаотически перемещающихся участках, где горят микроразряды;

— электролитная плазма горит в парогазовой смеси паров электролита и газов — продуктов электролиза;

— локальное увеличение концентрации электролита, специфические плазмохимические реакции в зоне разряда и высокие температуры в разрядных каналах приводит к образованию в покрытии высокотемпературных фаз, например, твердого а-АЬОз на алюминиевых сплавах.

Таким образом, ПЭО является сложным электрохимическим методом обработки, позволяющим формировать в поверхностных слоях алюминиевых и других вентильных сплавов керамические структуры практически без изменения геометрических размеров деталей. В качестве основных преимуществ метода ПЭО отмечаются следующие [3]:

— отсутствие необходимости специальной предварительной подготовки поверхности (электрический разряд сам проводит очистку обрабатываемой поверхности), экологичность и неагрессивность электролитов;

— возможность получения толстых - до 400 мкм покрытий без применения сложного и экологически вредного холодильного оборудования;

— высокая микротвердость и износостойкость получаемых покрытий;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кирикова, Кира Евгеньевна, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Бобров, В.Г. Нанесение неорганических покрытий. Теория, технология, оборудование/ В.Г. Бобров, A.A. Ильин. - М.: Интермет Инжиниринг, 2004. - 623 с.

2. Барченко, В.Т. Ионно-плазменные технологии в электронном производстве / В.Т. Барченко, Е.А. Колгин; под ред. Ю.А. Быстрова. - СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отделение, 2001. - 332 с.

3. Суминов, И.В. Плазменно-электролитическое модифицирование поверхности металлов и сплавов. В 2-х томах, том II / И.В. Суминов, П.Н. Белкин, В.А. Эпельфельд, В.Б. Людин, Б.Л. Крит, A.M. Борисов; под общей редакцией И.В. Суминова. - М.: Техносфера, 2011.-512 с.

4. Новиков, Л.С. Радиационные воздействия на материалы космической техники / Л.С. Новиков. - М.: Университетская книга, 2010. - 192 с.

5. Войценя, B.C. Воздействие низкотемпературной плазмы и электромагнитного излучения на материалы / B.C. Войценя, С.К. Гужова, В.И. Титов. - М.: Энергоатомиздат, 1991.

- 224 с.

6. Кирикова, К.Е. Методы исследования тонких оксидных пленок на алюминиевой фольге / К.Е. Кирикова, A.M. Борисов, Б.Л. Крит // XXXII Гагаринские чтения. Научные труды Межд. молодежной научной конф. Москва, 4-8 апреля 2006 г. - М.: МАТИ, 2006. - Том 3. 119 с.

- С.94-99.

7. Борисов, A.M. Применение спектрометрии обратного рассеяния для исследования микродугового оксидирования конденсаторной фольги / A.M. Борисов, В.Г. Востриков, К.Е. Кирикова, B.C. Куликаускас, Е.А. Романовский, М.В. Серков, A.C. Узбяков, A.B. Эпельфельд // Физика и химия обработки материалов, 2007. - № 2. - С. 46-49.

8. Авилкина, B.C. Гониофотометрический анализ покрытий, получаемых с помощью микродугового оксидирования / B.C. Авилкина, К.Е. Кирикова, A.M. Борисов // XXXIII Гагаринские чтения. Научные труды Межд. молодежной научной конференции в 8 томах. Москва, 3-7 апреля 2007 г. - М.: МАТИ, 2007. - Т. 3. - С. 85-87.

9. Кирикова, К.Е. Исследование воздействия ультразвука на формирование МДО-покрытий / К.Е. Кирикова, A.B. Семашко A.B. // XXXIV Гагаринские чтения. Научные труды Межд. молодежной научной конференции в 8 томах. Москва, 1-5 апреля 2008г. - М.: МАТИ, 2008. - Т. 3. - С. 155-156.

10. Патент на полезную модель RU №88208 U1, Российская Федерация. Анод высокочастотного источника ионов / A.M. Борисов, В.А. Васин, О.Б. Дзагуров, К.Е. Кирикова,

A.Б. Коршунов, Б.Л. Крит, В.Б. Людин, И.В. Суминов, A.B. Эпельфельд, В.А. Сорокин,

B.П. Францкевич, М.Д. Граменицкий, О.В. Сомов - опубл. 27.10.2009, Бюл. №30.

11. Борисов, A.M. Измерение спектрального коэффициента отражения МДО-покрытий на алюминиевых сплавах / A.M. Борисов, К.Е. Кирикова, И.В. Суминов // Труды X Межвузовской научной школы молодых специалистов «Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине» - М.: МГУ, 2009. - С.248-253.

12. Борисов, A.M. Светотехнические свойства керамикоподобных покрытий на алюминиевых сплавах / A.M. Борисов, К.Е. Кирикова, И.В. Суминов // Физика и химия обработки материалов, 2011. - № 2.- С. 18-25.

13. Борисов, A.M. Моделирование воздействия факторов космического пространства на композиционные керамические слои на алюминиевых сплавах / A.M. Борисов, Л.А. Жиляков, К.Е. Кирикова, Л.С. Новиков, В.Н. Черник // Физика и химия обработки материалов, 2012. -№ 5. - С. 27-30.

14. Rairden, J.R. Low-pressure-plasma-deposited coatings formed from mechanically alloyed powders / J.R. Rairden, E.M. Habesch // Thin Solid films, 1981. - V. 83. - № 3. - P. 353-360.

15. Максимов, А.И. Основы золь-гель технологии нанокомпозитов / А.И. Максимов, В.А. Мошников и др. // СПб.: ООО «Техномедиа». Изд-во «Элмор», 2007. - 255 с.

16. Зима, Т.М. Мезопористая структура AI2O3, полученного из модифицированных поли-N-винилпирролидоном золей гидратированных оксидов металлов / Т.М. Зима, Н.И. Бакланова, Н.З. Ляхов // Неорган, материалы, 2008. - Т.44. - № 2. - С. 189-198.

17. Вихарев, A.A. Золь-гель технология в процессе послеанодной обработки анодных оксидных пленок/ A.A. Вихарев, A.B. Вихарев, И.С. Мартыненко // Ползуновский вестник, 2006.- №2-С. 100-103.

18. El-Cherbing, M. Surface protection by ion plated coatings. Part 2 / M. El-Cherbing, F. Salem // AntiCorros. Meth. and Mater., 1981. - V .28. № 12. - P. 11-12.

19. Аверьянов, E.E. Справочник по анодированию / Е.Е.Аверьянов M.: Машиностроение, 1988. - 224 с.

20. Бабад-Захряпин, A.A. Химико-термическая обработка в тлеющем разряде / A.A. Бабад-Захряпин, Г.Д. Кузнецов - М.: Атомиздат, 1975. - 176 с.

21. Аверьянов, Е.Е. Плазменное анодирование в радиоэлектронике / Е.Е.Аверьянов -М.: Радио и связь, 1983. - 78 с.

22. Аверьянов, Е.Е. Вопросы теории образования и формирования анодных оксидов: дис. ... д-ра техн. наук : 02.00.05 / Аверьянов Евгений Ефимович. - Казань, 2004. - 274 с.

23. Микро-дуговая обработка материалов [Электронный ресурс] - ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», 2013. Режим доступа:

http://dep_slpm.pnzgu.ru/nauka/napr/n_mdo

24. Neil, W. The preparation of cadmium niobate by an anodoc spark reaction / W. Neil // J. Electrochem. Soc. 1958. - Vol. 105. - № 9. - P. 544-547.

25. Gruss, L.L. Anodie Spark Reaction Products in Alumínate, Tungstate and Silicate Solutions / L.L. Gruss, W. Neil // Electrochem. Technol. 1963. - V. 1. - № 9-10. - P. 283-287.

26. Neil, W. Anodie film growth by anión deposition in alumínate, oungstate and phosphate solutions / W. Neil, L.L. Gruss // J. Electrochem. Soc. 1963. - V. 110,- № 8. - P. 853-855.

27. Neil, W. The anodie synthesis of CdS films / W. Neil, L.L. Gruss, D.G. Husted // J. Electrochem. Soc. 1965. -V. 112. -№ 7. - P. 713-715.

28. Одынец, JI.JI. Анодные оксидные пленки / JI.JI. Одынец, B.M. Орлов - JL: Наука, 1990.-200 с.

29. А.с. 926083 СССР, С 25 D 9/06. Способ электролитического нанесения силикатных покрытий / Г.А. Марков, Б.С. Гизатуллин, И.В. Рычажкова - опубл. 1982, Бюл. № 17.

30. А.с. 926084 СССР, С 25 D 11/02, В 23 Р 1/18. Способ анодирования металлов и их сплавов / Г.А. Марков, Е.К. Шулепко, М.Ф. Жуков - опубл. 1982, Бюл. № 17.

31. Марков, Г. А. Износостойкость покрытий, нанесенных анодно-катодным микродуговым методом / Г.А. Марков, В.И. Белеванцев, О.П. Терлеева, Е.К. Шулепко, В.И. Кириллов // Трение и износ, 1988. - Т. 9. - № 2. - С. 286.

32. Марков, Г.А. Стадийность в анодно-катодных микроплазменных процессах / Г.А. Марков, В.И. Белеванцев, А.И. Слонова, О.П. Терлеева // Электрохимия, 1989. - Т. 25. -№ 11.-С. 1473-1479.

33. Марков, Г.А. Микродуговые и дуговые методы нанесения защитных покрытий / Г.А. Марков, О.П. Терлеева, Е.К. Шулепко // Сборник научных трудов МИНХиГП им. И.М. Губкина. Вып. 185 «Повышение износостойкости деталей газонефтяного оборудования за счет реализации эффекта избирательного переноса и создания износостойких покрытий» - М., 1985.-С. 54-64.

34. Белеванцев, В.И. Микроплазменные электрохимические процессы: обзор / О.П. Терлеева, Г.А. Марков, Е.К. Шулепко, А.И. Слонова, В.В. Уткин // Защита металлов, 1998. -Т. 34.-№5. -С.416-430.

35. Черненко, В.И. Электролиты для формовки керамических покрытий на алюминии в режиме искрового разряда / В.И. Черненко, JI.A. Снежко, С.Е. Чернова // Защита металлов, 1982.-Т. 18. -№3.-С. 454-458.

36. Черненко, В.И. Прогрессивные импульсные и переменно-токовые режимы электролиза / В.И. Черненко, К.П. Литовченко, И.И. Папанова - Киев: Наукова думка, 1986. — 176 с.

-11537. Снежко, JI.А. Рост оксида алюминия в растворах силиката натрия в области предпробойных напряжений / Л.А. Снежко, И.И. Папанова, Л.С. Тихая, В.И. Черненко // Защита металлов, 1990. - Т. 26. - № 6. - С. 998-1002.

38. A.c. 827614 СССР. Электролит для анодирования вентильных металлов и их сплавов / В.И. Черненко, Н.Г. Крапивный, Л.А. Снежко - опубл. 1981, Бюл. № 17.

39. A.c. 937853 СССР. Способ электролитического нанесения покрытий на алюминий и его сплавы / Л.А. Снежко, В.И. Черненко - опубл. 1982, Бюл. № 23.

40. A.c. 964026 СССР, С 25 D 9/06. Электролит для нанесения керамических покрытий на сплавы алюминия / Л.А. Снежко, В.И. Черненко - опубл. 1982, Бюл. № 37.

41. Федоров, В.А Физико-механические характеристики упрочненного поверхностного слоя на сплавах алюминия, получаемого при микродуговом оксидировании / В.А. Федоров, Н.Д. Великосельская // Физика и химия обработки материалов, 1990. - № 4. - С. 57-62.

42. Федоров, В.А. Формирование упрочненных поверхностных слоев методом микродугового оксидирования в различных электролитах и при изменении токовых режимов / В.А. Федоров, В.В. Белозеров, Н.Д. Великосельская // Физика и химия обработки материалов, 1991. -№ 1.-С. 87-93.

43. Саакиян, Л.С. Коррозионно- и износостойкое покрытие на основе алюминия для защиты деталей стального оборудования от сульфидного растрескивания / Л.С. Саакиян, А.П. Ефремов, A.B. Эпельфельд, Е.Ф. Корытный, В.А. Попов // Физико-химическая механика материалов, 1987. - Т. 23. - № 6. - С. 88-90.

44. A.c. 1767044 СССР. Электролит для микродугового оксидирования алюминия и его сплавов / А.П. Ефремов, Л.С. Саакиян, И.М. Колесников, Н.М. Католикова, Л.Я. Ропяк, A.B. Эпельфельд, А.И. Капустник - опубл. 1992, Бюл. № 37.

45. Саакиян, Л.С. Влияние микродугового оксидирования на коррозионно-механическое поведение литейных алюминиевых сплавов / Л.С. Саакиян, А.П. Ефремов, А.И. Капустник // Физико-химическая механика материалов, 1990. - Т. 26. - С. 113-115.

46. Ефремов, А.П. Особенности формирования оксидного слоя на алюминии при ПЭО в знакопеременном электрическом поле / А.П. Ефремов, Н.Л. Болотов // Физико-химическая механика материалов, 1989. - Т. 25. - № 3. - С. 46-49.

47. A.c. СССР 1624060, C25D 11/02. Устройство для микродугового оксидирования вентильных металлов и . их сплавов / А.П. Ефремов, И.К. Залялетдинов, А.И. Капустник, И.Б.Куракин, Ю.Б. Пазухин, Л.Я. Ропяк, Б.В.Харитонов, A.B. Эпельфельд - опубл. 1991, Бюл. № 4.

-11648. Гордиенко, П.С. Определение параметров процесса микродугового оксидирования по вольт-амперным характеристикам / П.С. Гордиенко, Т.П. Яровая // Электронная обработка материалов, 1990. - № 6. - С. 44-48.

49. Гордиенко, П.С. О кинетике образования ПЭО покрытий на сплавах алюминия / П.С. Гордиенко, B.C. Руднев / Защита металлов, 1990. - Т. 6. - № 3. - С. 467-470.

50. Руднев, B.C. Влияние электролита на результат микродугового оксидирования алюминиевых сплавов / B.C. Руднев, П.С. Гордиенко, А.Г. Курносова, А.А. Овсянникова // Защита металлов, 1991. - Т. 27. - № 1. - С. 106-110.

51. Гордиенко, П.С. Образование покрытий на аноднополяризованных электродах в водных электролитах при потенциалах пробоя и искрения / П.С. Гордиенко - Владивосток: Дальнаука, 1996. - 216 с.

52. Гордиенко, П.С. Микродуговое оксидирование титана и его сплавов / П.С. Гордиенко, С.В. Гнеденков - Владивосток: Дальнаука, 1997. - 186 с.

53. Krysmann, W. Process Characteristics and Parameters of Anodic Oxidation by Spark Discharge (ANOF) / W. Krysmann, P. Kurze, K.-H. Dittrich, H.G. Schneider // Crystal Res. and Technol. 1984. - VI9. - № 7. - P. 973-979.

54. Dittrich, K.-H. Structure and properties of ANOF layers / K.-H. Dittrich, W. Krysmann, P. Kurze, H.G. Schneider // Crystal Res. and Technol. 1984. - V. 19. - № 1. - P. 93-99.

55. EP 0.280.886 Al, С 25 D 11/02. Verfahren zur Herstellung dekorativer uberzuge auf Metallen / W. Krysmann, P. Kurze, M. Berger, K. Rabending, J. Schreckenbach, T. Schwarz, K.M. Hartmann K.-M. - опубл. 01.02.88.

56. Yamada, M. Formation of g-aluminia by anodic oxidation of aluminium / M.Yamada, I. Mita // Chem. Lett. 1982. - № 5. - P. 759-762.

57. Казанцев, И.А. Технология получения композиционных материалов микродуговым оксидированием: монография / И.А. Казанцев, А.О. Кривенков - Пенза: Информационно-издательский центр ПГУ, 2007. - 240 с.

58. Баковец, В.В. Плазменно-электролитическая анодная обработка металлов / В.В. Баковец, О.В. Поляков, И.П. Долговесова - Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1991.- 168 с.

59. Черненко, В.И. Получение покрытий анодно-искровым электролизом / В.И. Черненко, JI.A. Снежко, И.И. Папанова - JL: Химия, 1991. - 128 с.

60. Xu, F. The mechanism of РЕО process on Al-Si alloys with the bulk primary silicon/ F. Xu, Y. Xia, G. Li // Applied Surface Science, 2009. - Vol. 255. - P. 9531-9538.

- 11761. Snizhko, L.O. Anodic processes in plasma electrolytic oxidation of aluminium in alkaline solutions/ L.O. Snizhko, A.L. Yerokhin, A. Pilkington, N.L. Gurevina, D.O. Misnyankin, A. Leyland, A. Matthews // Electrochimica Acta, 2004. - Vol.49. - P.2085-2095.

62. Chang, L. Growth regularity of ceramic coating on magnesium alloy by plasma electrolytic oxidation / L. Chang // Journal of Alloys and Compounds, 2009. - Vol. 468. - P. 462^165.

63. Xue, W. Growth regularity of ceramic coatings formed by microarc oxidation on Al-Cu-Mg alloy / W. Xue, Z. Deng, R. Chen, T. Zhang // Thin Solid Films, 2000. - Vol. 372. - P.l 14-117.

64. Yerokhin, A.L. Plasma Electrolysis for Surface Engineering / A.L. Yerokhin, X. Nie, A. Leyland, A. Mattews, S.J. Dowey // Surface and Coatings Technology, 1999. - Vol. 122 -№ 2-3. -P. 73-93.

65. Mecuson, F. Diagnostics of an electrolytic microarc process for aluminium alloy oxidation / F. Mecuson, T. Czerwiec, T. Belmonte, L. Dujardin, A. Viola, G. Henrion // Surface and Coatings Technology, 2005. - Vol. 200. - P.- 804-808.

66. Лазаренко, Б.Р. Вольтамперные характеристики электрического разряда между металлическими и электролитными электродами / Б.Р. Лазаренко, В.Н. Дураджи, А.А. Факторович // Электронная обработка материалов, 1972. - № 3. - С. 29-33.

67. Факторович, А.А. Исследование и проведение коммутационных процессов в электролите / А.А. Факторович, П.Н. Белкин, Е.А. Пасинковский // Электронная обработка материалов, 1980. - № 5. - С. 50-53.

68. Hickling, A. Glow discharge electrolysis / A. Hickling, M.D. Ingram // J. Electroanalyt. Chem. 1964. - V. 8. -№ 1. - P. 65-81.

69. Францевич, И.Н. Анодные оксидные покрытия на металлах и анодная защита / И.Н. Францевич, А.Н. Пилянкевич, В.А. Лавренко, А.И. Вольфсон - Киев: Наукова думка, 1985. - 280 с.

70. Томашев, Н.Д. Толстослойное анодирование алюминия и его сплавов / Н.Д. Томашев, Ф.П. Заливалов, М.М. Тюкина - М.: Машиностроение, 1968. - 220 с.

71. Богоявленский, А.Ф. О механизмах образования оксидной пленки на алюминии / А.Ф. Богоявленский // В. кн. «Анодная защита металлов» М., 1964. - С. 22-27.

72. Ракоч, А.Г. Модельные представления о механизме микродугового оксидирования металлических материалов и управление этим процессом / А.Г. Ракоч, В.В. Хохлов, В.А. Баутин, Н.А. Лебедева, Ю.В. Магурова, И.В. Бардин // Защита металлов, 2006. - Т. 42. - №2 - С. 173-184.

73. Matykina, Е. Investigation of the mechanism of plasma electrolytic oxidation of aluminium using 180 tracer / E. Matykina, R. Arrabal, D.J. Scurr, A. Baron, P. Skeldon, G.E. Thompson // Corrosion Science, 2010. - Vol. 52. - P. 1070-1076.

- 11874. Arrabal, R. Characterization of AC PEO coatings on magnesium alloys / R. Arrabal, E. Matykina, T. Hashimoto, P. Skeldon, G.E. Thompson // Surface and Coatings Technology, 2009. -Vol. 203. - P.2207-2220.

75. Matykina, E. Investigation of the growth processes of coatings formed by AC plasma electrolytic oxidation of aluminium/ E. Matykina, R. Arrabal, P. Skeldon, G.E. Thompson // Electrochimica Acta, 2009.- Vol. 54. - P. 6767-6778.

76. Sundararajan, G. Mechanisms underlying the formation of thick alumina coatings through the MAO coating technology/ G. Sundararajan, L. Rama Krishna // Surface and Coatings Technology, 2003. - Vol. 167. - P. 269-277.

77. Криштал, M.M. Влияние структуры алюминиево-кремниевых сплавов на характеристики оксидного слоя при микродуговом оксидировании / М. М. Криштал // Металловедение и термическая обработка металлов, 2004 - № 9. - С.20-25.

78. Не, J. Influence of silicon on growth process of plasma electrolytic oxidation coating on Al-Si alloy / J. He, Q.Z. Cai, H.H. Luo, L. Yu, B.K. Wei // Journal of Alloys and Compounds, 2009. -Vol. 471.-P. 395-399.

79. Lv, G.-H. Characteristic of ceramic coatings on aluminum by plasma electrolytic oxidation in silicate and phosphate electrolyte / G.-H. Lv, W. Gu, H. Chen, W.R. Feng, M. Latif Khosa, Li Li, E. Niu, G.L. Zhang, S.Z. Yang // Applied Surface Science, 2006. - Vol. 253 - P. 2947-2952.

80. Руднев, B.C. О плазменно-электролитическом оксидировании в боратных электролитах / B.C. Руднев, И.В. Лукиянчук, В.Г. Курявый // Защита металлов, 2006. - Т. 42.-№ 1.-С. 61-66.

81. Gu, W.C. Investigation of morphology and composition of plasma electrolytic oxidation coatings in systems of Na2Si03-Na0H and (NaP03)6-Na0H / G.H. Lv, H. Chen, G.L. Chen, W.R. Feng, G.L. Zhang and S.Z. Yang // Journal of Materials Processing Technology, 2007. -Vol. 182.-P. 28-33.

82. Wang, K. Effects of electrolytes variation on formation of oxide layers of 6061 A1 alloys by plasma electrolytic oxidation / K. Wang, B.-H. Koo, C.-G. Lee, Y.-J. Kim, S.-H. Lee, E. Byon // Transactions ofNonferrous Metals Society of China, 2009. - Vol. 19. - P. 866-870.

83. Zheng, H.Y. The effects of Na2W04 concentration on the properties of microarc oxidation coatings on aluminum alloy / H.Y. Zheng, Y.K. Wang, B.S. Li, G.R. Han. // Materials Letters, 2005. -Vol. 59.-P. 139-142.

84. Khan, R.H.U, Yerokhin A, Li X, Dong H, Matthews A, Surface characterisation of DC plasma electrolytic oxidation treated 6082 aluminium alloy: Effect of current density and electrolyte concentration / R.H.U. Khan, A. Yerokhin, X. Li, H. Dong, A. Matthews // Surface and Coatings Technology, 2010. - Vol. 205 - P. 1679-1688.

-11985. Gnedenkova, S.V. Composition and adhesion of protective coatings on aluminum / S.V. Gnedenkova, O.A. Khrisanfova, A.G. Zavidnaya, S.L. Sinebrukhov, P.S. Gordienko, S. Iwatsubo, A. Matsui // Surface and Coatings Technology, 2001.- Vol.145. - P.146-151.

86. Tillous, K. Microstructure and phase composition of microarc oxidation surface layers formed on aluminium and its alloys 2214-T6 and 7050-T74 / K. Tillous, T. Toll-Duchanoy, E. BauerGrosse, L. Hericher, G. Geandier // Surface & Coatings Technology, 2009. - Vol. 203. - P. 29692973.

87. Wu, Z. Preparation and structure of microarc oxidation ceramic coatings containing Zr02 grown on LY12 A1 alloy / Z. Wu, Z. Yao, Z. Jiang // Rare Metals, 2008. - Vol. 27. - № 1. - P. 55.

88. Xue, W. Microstructure and properties of ceramic coatings produced on 2024 aluminum alloy by microarc oxidation / W. Xue, Z. Deng, R. Chen, T. Zhang, H. Ma // Journal of Materials Science, 2001. - Vol. 36. - P. 2615-2619.

89. Килин, K.H. Анодные покрытия с оксидами и фосфатами циркония на алюминии и титане : диссертация ... канд. хим. наук : 02.00.04 / Килин Кирилл Николаевич. - Владивосток, 2011. - 139 е.: ил. РГБ ОД, 61 11-2/584.

90. Xue, W. Preparation and structure of microarc oxidation ceramic coatings containing Zr02 grown on LY12 A1 alloy / W. Xue, Z. Deng, Y. Lai and R. Chen // J.Am.Ceram. Soc, 1998. - Vol. 81. - № 5. - P. 1365-1370.

91. Matykina, E. Incorporation of zirconia into coatings formed by DC plasma electrolytic oxidationof aluminium in nanoparticle suspensions / E. Matykina, R. Arrabal, F. Monfort, P. Skeldon, G.E. Thompson//Applied Surface Science, 2008. - Vol. 255. - P. 2830-2839.

92. Khan, R.H.U. Residual stresses in plasma electrolytic oxidation coatings on A1 alloy produced by pulsed unipolar current / R.H.U. Khan, A.L. Yerokhin, T. Pilkington, A. Leyland, A. Matthews // Surface and Coatings Technology, 2005. - Vol. 200. - P. 1580-1586.

93. Asquith, D.T., Yerokhin A.L., Yates J.R., Matthews A. The effect of combined shot-peening and PEO treatment on the corrosion performance of 2024 A1 alloy / D.T. Asquith, A.L. Yerokhin, J.R. Yates, A. Mattews // Thin Solid Films, 2007. - Vol. 516. - P. 417-421.

94. Логачев, B.H. Упрочнение микродуговым оксидированием деталей из алюминиевых сплавов, восстановленных пластическим деформированием: автореферат дис. ... канд. техн. наук : 05.20.03 / Логачев Владимир Николаевич. - Орел, 2008. - 16 с.

95. Jiang, Y.F. Sliding wear behavior of plasma electrolytic oxidation coating on pure aluminium / Y.F. Jiang, Y.Y. Zhang, Y.F. Bao, K. Yang // Wear, 2011. - Vol. 271. - P. 1667-1670.

96. Sabatini, G. Improving sliding and abrasive wear behaviour of cast A356 and wrought AA7075 aluminium alloys by plasma electrolytic oxidation // G. Sabatini, L. Ceschini, C. Martini, J.A. Williams // Materials and Design, 2010. - Vol. 31. - № 2. - P. 816-828.

- 12097. Казанцев, И.А. Коррозионная стойкость композиционных материалов на основе алюминия и его сплавов, формируемых микродуговым оксидированием / И.А. Казанцев, А.Е. Розен, А.О. Кривенков, С.Н. Чугунов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - ИИЦ ПГУ, 2007. - №3. Официальный бюл.: ВАК №4, 2005 г. -166с.-С. 138-142.

98. Guan, Y. Growth mechanism and corrosion behavior of ceramic coatings on aluminum produced by autocontrol AC pulse PEO / Y. Guan, Y. Xia, G. Li // Surface and Coatings Technology, 2008. - Vol. 202. - P. 4602-4612.

99. Raj, V. Formation of ceramic alumina nanocomposite coatings on aluminium for enhanced corrosion resistance / V. Raj, M. Mubarak Ali // Journal of Materials Processing Technology, 2009. -Vol. 209.-P. 5341-5352.

100. Nie, X. Abrasive weary corrosion properties and ТЕМ analysis of AI2O3 coatings fabricated using plasma electrolysis / X. Nie, E.I. Meletis, J.C. Jiang, A. Leyland, A.L. Yerokhin, A. Matthews // Surface and Coatings Technology, 2002. - Vol. 149. - P. 245-251.

101. Curran, J.A. Porosity in plasma electrolytic oxide coatings / J.A. Curran, T.W. Clyne // Acta Materialia, 2006. - Vol. 54. - P. 1985-1993.

102. Oh, Y.J. Effects of alloying elements on microstructure and protective properties of AI2O3 coatings formed on aluminum alloy substrates by plasma electrolysis / Y.J. Oh, J.I. Mun, J.H. Kim // Surface and Coatings Technology, 2009. - Vol. 204. - № 1-2. - P. 141-148.

103. Tillous, K. Microstructure and phase composition of microarc oxidation surface layers formed on aluminium and its alloys 2214-T6 and 7050-T74 / K. Tillous, T. Toll-Duchanoy, E. BauerGrosse, L. Hericher, and G. Geandier // Surface and Coatings Technology, 2009. - Vol. 203. - № 19. -P.2969-2973.

104. Curran, J.A. Thermo-physical properties of plasma electrolytic oxide coatings on aluminium / J.A. Curran, T.W. Clyne // Surface and Coatings Technology, 2005. - Vol. 199. - № 2-3. -P. 168-176.

105. Руднев, B.C. Термическое поведение оксидного слоя на алюминии / B.C. Руднев, А.Н. Лысенко, П.М. Недозоров, Т.П. Яровая, А.Н. Минаев // Защита металлов, 2007. - Т.43. -№5. - С.510-514.

106. Shen, D.-J. Microstructure, temperature estimation and thermal shock resistance of PEO ceramic coatings on aluminium / D.-J. Shen, Y.-L. Wang, Ph. Nash, G.-Zh. Xing // J. materials processing technology, 2008. - Vol. 205 - P. 477-481.

107. Ракоч, А.Г. Создание многофункциональных покрытий на поверхности изделий из легких конструкционных сплавов / А.Г. Ракоч, И.В. Бардин // Всероссийская молодежная

школа-конференция «Современные проблемы металловедения»: Сборник лекций, Пицунда, Абхазия, 18-22 мая 2009. - Издательство МИСиС, 2009. - С. 49-60.

108. Хохлов, В.В. Влияние силиката натрия на механизм роста оксидно-керамических покрытий при микродуговом оксидировании алюминиевых сплавов / В.В. Хохлов, А.Г. Ракоч, Хла Мо, П.М. Жаринов, В.А. Баутин, И.В. Бардин // Коррозия: Материалы, Защита, 2007. - № 1. - С. 28-33.

109. Лихман, Е.В. Оценка профессиональных рисков при микродуговом оксидировании (МДО) алюминиевых сплавов [Электронный ресурс] / Е.В. Лихман - Режим доступа: http://science-bsea.bgita.ru/2009/ekonom_2009_2/lihman_ocenka.html

110. Саакиян, Л.С. Влияние режимов микродугового оксидирования на защитные свойства формируемых покрытий / Л.С. Саакиян, А.П. Ефремов, А.В. Эпельфельд, Б.В. Харитонов, В.Б. Людин // «Защита-92». - М., 1992. -Т. 1. Ч. 2. - С. 225-227.

111. Валовская, И.Л. Исследование плазменных керамических и керметных покрытий для защиты нефтепромыслового оборудования / И.Л. Валовская, Я.Ф. Губарев // Труды Татарского научно-технического и проектного института нефтяной промышленности - Казань, 1982.-№2.-С. 52-56.

112. Guan, Y.J. Growth mechanism and corrosion behavior of ceramic coatings on aluminum produced by autocontrol AC pulse PEO / Y.J. Guan, Y. Xia, G. Lia // Surface and Coatings Technology, 2008. - Vol. 202. - P. 4602-4612.

113. Габралла, М.Э. Влияние электрического режима на свойства микродуговых покрытий, формируемых на сплаве Д16 : диссертация ... канд. техн. наук : 05.17.03 / Габралла Мохаммед Эльхаг - Москва, 2007. - 131 с.

114. Jaspard-Mecuson, F. Tailored aluminium oxide layers by bipolar current adjustment in the Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) process / F. Jaspard-Mecuson, T. Czerwiec, G. Henrion, T. Belmonte, L. Dujardin, A. Viola, J. Beauvir // Surface and Coatings Technology, 2007. - Vol. 201.-P.8677-8682.

115. Matykina, E. Plasma electrolytic oxidation of pre-anodized aluminium / E. Matykina, R. Arrabal, A. Mohamed, P. Skeldon, G.E. Thompson // Corrosion Science, 2009. - Vol. 51. -P.2897-2905.

116. Yerokhin, L.A. / Oxide ceramic coatings on aluminium alloys produced by a pulsed bipolar plasma electrolytic oxidation process / L.A. Yerokhin, A. Shatrov, V. Samsonov, P. Shashkov, A. Pilkington, A. Leyland, A. Matthews // Surface and Coatings Technology, 2005. - Vol. 199. -P. 150-157.

-122117. Wei, C.B. Anode current effects in plasma electrolytic oxidation / C.B. Wei, X.B. Tian, S.Q. Yang, X.B. Wang, R.K.Y. Fu, P.K. Chu // Surface and Coatings Technology, 2007. - Vol. 201. -P. 5021-5024.

118. Snizhko, L.O. Anodic processes in plasma electrolytic oxidation of aluminium in alkaline solutions / L.O. Snizhko, A.L. Yerokhin, A. Pilkington, N.L. Gurevina, D.O. Misnyankin, A. Leyland, A. Matthews // Electrochimica Acta, 2004. - Vol. 49. - P. 2085-2095.

119. Snizhko, L.O. A model for galvanostatic anodising of A1 in alkaline solutions / L.O. Snizhko, A. L. Yerokhin, N.L. Gurevina, D.O. Misnyankin, A. Pilkington, A. Leyland, A. Matthews // Electrochimica Acta, 2005. - Vol. 50. - P. 5458-5464.

120. Жуковский, A.B. Основы технологии микродугового оксидирования: учеб. пособие для студентов вузов (УМО) / А.В. Жуковский, Е.М. Морозов, Б.В. Шандров - М.:Альянс, 2008.77 с.

121. Людин, В.Б. Управляемый преобразователь для обработки деталей микродуговым оксидированием / В.Б. Людин // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2003. -№ 2. - С. 24-26.

122. Лейман, К. Взаимодействие излучения с твердым телом и образование элементарных дефектов / К. Лейман - М.: Атомиздат, 1979. - 296 с.

123. Сиротинин, Е.И. Форма спектра частиц, рассеянных на толстой мишени, и определение его с помощью энергетических потерь / Е.И. Сиротинин, А.Ф. Тулинов,

A. Фидеркевич, К.С. Шишкин // Вестник МГУ, серия физ.астрон., 1971. - №5. - С 541-546.

124. Бурдель, К.К. Спектрометрия обратного рассеяния при исследовании поверхности твердых тел / К.К. Бурдель, Н.Г. Чеченин // Итоги науки и техники. Сер. Пучки заряженных частиц и твердое тело. - Т.1. - М.:ВИНИТИ, 1990. - С.35-93.

125. Фелдман, Л. Майер Д. Основы анализа поверхности и тонких пленок / Л. Фелдман, Д. Майер - М.: Мир, 1989. - 344 с.

126. Тулинов, А.Ф. Оборудование и методы, используемые в НИИЯФ МГУ для модификации и контроля свойств полупроводников и других материалов / А.Ф.Тулинов, Н.Г. Чеченин, А.А. Бедняков и др. - Препринт НИИЯФ МГУ-88-55/76, 1988. - 24 с.

127. Романовский, Е.А. Использование закономерностей обратного рассеяния протонов для изучения окисления металлов и сплавов / Е.А. Романовский, О.В. Беспалова, A.M. Борисов,

B.В. Затекин и др. // Известия АН. Серия физическая, 1998. - Т.62. - С. 1451-1454.

128. Борисов, A.M. Аппаратура для прецизионного измерения сечений ядерных реакций / A.M. Борисов, Б.С. Галахматова, С.В. Ермаков, B.C. Немцов, В.П. Петухов, Е.А. Романовский, Б. Саидов, Т.И. Спасская, Г.С. Тюриков // Ученые МГУ - науке и производству: сборник - М.: МГУ, 1984.-С.138.

-123129. Borisov, A.M. NBS code for Rutherford and nuclear backscattering date analysis / A.M. Borisov, S.V. Luntzov, V.G. Sukharev // Proceeding of 7th Russian-Japanese Internal Symposium On interaction of fast charged particles with solids. - Nizhnii Novgorod, 2000. - P. 134139.

130. Авилкина, B.C. Исследование шероховатой поверхности методами лазерной гониофотометрии, зондовой и электронной микроскопии / B.C. Авилкина, Н.Н. Андрианова,

A.M. Борисов, А.С. Немов // Приборы, 2008. - №4(94). - С. 11-14.

131. Топорец, А.С. Оптика шероховатой поверхности / А.С. Топорец Л.: Машиностроение, 1988. - 191с.

132. Elson, J.M. Relation between the angular dependence of scattering and the statistical properties of optical surfaces / J.M. Elson and J.M. Bennet // J. Opt. Am. 1979. - Vol. 69. - №1 - P.31-47.

133. Домасёв, M. Цвет, управление цветом, цветовые расчеты и измерения / М. Домасев, С. Гнатюк - С-П.: 2009. - 224 с.

134. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.srim.org/

135. Акишин, А.И. Космическое материаловедение / А.И. Акишин - М.:НИИЯФ МГУ, 2007. - 209 с.

136. Экспериментальные и теоретические исследования механизмов воздействия космической радиации на композиционные керамические материалы для аэрокосмической техники: отчет о НИР / М.И. Панасюк - М.: НИИЯФ имени Д.В. Скобельцына, 2011. - 223 с.

137. Гужова, С.К. Воздействие атомарного кислорода на материалы и элементы конструкции низкоорбитальных космических аппаратов / С.К. Гужова, Л.С. Новиков,

B.Н. Черник, В.Е. Скурат // Модель космоса: научно-информационное издание, в 2 т. Под ред. М.И. Панасюка, Л.С. Новикова. - Т.2: Воздействие космической среды на материалы и оборудование космических аппаратов.- М.: КДУ, 2007. -1144 с.

138. Акишин, А.И. Воздействие на материалы и элементы оборудования космических аппаратов вакуума, частиц ионосферной плазмы и солнечного ультрафиолетового излучения / А.И. Акишин, Л.С. Новиков, В.Н. Черник. Новые наукоемкие технологии в технике: энциклопедия - т. 17. - Под ред. К.С. Касаева, Л.С. Новикова, М.И. Панасюка - М.: ЗАО НИИ «ЭНЦИТЕХ», 2000. - С.100-138.

139. Новиков, Л.С. Исследование углепластика КМУ-4Л с покрытием ЭКОМ-1 при лабораторной имитации длительного полета в ионосфере / Л.С. Новиков, В.Н. Черник, П.Г. Бабаевский, А.Н. Козлов, А.Е. Чалых, Е.В. Балашова, Т.Н. Смирнова // Перспективные материалы, 2001. - №5. - С.20-26.

140. Акишин, А.И. Методика и оборудование имитационных испытаний космических материалов / А.И. Акишин, Л.С. Новиков - М.: Изд-во МГУ, 1990. - 89 с.

141. Закгейм, Л.Н. Электролитические конденсаторы / Л.Н. Закгейм М.: Госэнергоиздат, 1963. - 118 с.

142. А.с. 526961 СССР, НОЮ 9/24. Способ формовки анодов электрических конденсаторов / Г.А. Марков, Г.В. Маркова - опубл. 1976, Бюл. № 32.

143. Хмелев, В.Н. Применение ультразвука высокой интенсивности в промышленности / В.Н. Хмелев, А.Н. Сливин, Р.В. Барсуков, С.Н. Цыганок, А.В. Шалунов // Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. - Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2010. - 203с.

144. Romanyuk, A. Effect of in situ ultrasonic treatment on tungsten surface oxidation / A. Romanyuk, P. Oelhafen, R. Steiner, Ph.M. Nellen, J.C. Reiner, V. Melnik // Surface Science, 2005. -Vol. 595, № 1-3.- P. 35-39.

145. Romanyuk, A. Ultrasound-assisted oxidation of tungsten in oxygen plasma: the early stages of the oxide film growth / A. Romanyuk, R. Steiner, V. Melnik, V. Thommen // Surface and Interface Analysis, 2006. - Vol. 38. - № 8. - P. 1242-1246.

146. Новиков, Л.С. Исследования космической радиации и ее воздействия на материалы и оборудование космических аппаратов / Л.С. Новиков, М.И. Панасюк // Вопросы атомной науки и техники, сер. Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру, 2002.-вып. 4.-С. 3-13.

147. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://spacegubkin.narod.ru/phizirenov.html

148. Алмазов, А.В. Высокочастотный ионный источник с автофокусировкой /А.В. Алмазов, Ф.Ф. Мынцов - ПТЭ, 1964. - №5. - С.43- 45.

Зам дире ядерной государс

УТВЕРЖДАЮ

^следовательского института .Скобельцына Московского ета имени М.В.Ломоносова седло Владислав Ильич 2013 г.

'^Сентября

Акт внедрения

Настоящий акт составлен в том, что в марте 2007 г. на ускорителе ЭГ-8 НИИЯФ МГУ установлен ионный источник с модифицированным анодом, изготовленным с применением технологии плазменно-электролитического оксидирования. В источнике вместо недолговечных пирексовых или слюдяных шайб, которыми прикрывают металл, предложено наносить на изготовленный из алюминиевого сплава Д16 анод керамическое изолирующее ПЭО-покрытие. Источник с описанной системой вытягивания внедрен и с 2007 года успешно эксплуатируется на ускорителе. Изготовленный по предложенной технологии анод обеспечивает идеальную фокусировку пучка благодаря металлической границе эмиссионного отверстия при хорошем массовом составе пучка ионов, что говорит о малом коэффициенте рекомбинации в колбе ионного источника.

Заведующий лабораторией ускорительных установок

А.В.Спасский