Совершенствование технологии и оборудования для напыления порошковых покрытий в производстве изделий машиностроения и электровакуумных приборов на основе концентрации плазменных процессов в одной рабочей установке тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.10, кандидат наук Гришина, Ирина Петровна

• Гришина, Ирина Петровна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Гришина, Ирина Петровна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ПРОЦЕССЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ПРОЧНОЕ СЦЕПЛЕНИЕ ПОКРЫТИЯ С НАПЫЛЯЕМОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

1.1 Особенности формирования плазмонапыленных покрытий

1.2 Сцепление плазменных покрытий с напыляемой поверхностью

1.3 Методы активации напыляемой поверхности

1.4 Постановка задачи

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АКТИВАЦИИ

ПОВЕРХНОСТИ ОСНОВЫ ГАЗОВЫМИ РАЗРЯДАМИ

В КОНТРОЛИРУЕМОЙ АТМОСФЕРЕ

2.1 Исследование влияния активации поверхности основы

дуговым разрядом в процессе плазменного напыления

на прочность сцепления покрытия

2.2 Плазмохимическая активация проволочных изделий

2.3 Общая характеристика обработки поверхности металлов

газовыми разрядами

2.4 Общая характеристика поверхностных загрязнени

2.5 Очистка поверхностей твердых тел от органических загрязнений в газовом разряде

2.6 Очистка поверхности от оксидной пленки газовыми разрядами

2.7 Выводы

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АКТИВАЦИИ ГАЗОВЫМИ РАЗРЯДАМИ НАПЫЛЯЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПЕРЕД ПЛАЗМЕННЫМ НАПЫЛЕНИЕМ

3.1 Экспериментальные исследования методов активации

3.3 Методика исследования подготовки поверхности

перед напылением газовыми разрядами

3.4 Экспериментальные исследования характеристик порошковых материалов и режимов плазменного напыления на функциональные свойства композиционных покрытий различного состава

3.5 Выводы

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ НАПЫЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА СЕТКИ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ

4.1 Совершенствование технологии плазменного напыления антиэмиссионных и геттерных покрытий на сетки электронных приборов

4.2 Исследование газового выделения плазмонапыленных покрытий

4.3 Разработка автоматизированного оборудования для концентрации плазменных технологических операций в одной установ

4.4 Разработка кинематической схемы установки

для концентрации плазменных операций

4.4.1 Анализ процесса формирования плазмонапыленного покрытия

при случайном перемещении пятна напыления

4.4.2 Описание кинематической схемы установки для концентрации плазменных операций

4.5 Тепловой расчет рециркуляции газа в рабочей камере установки

4.6 Гидравлическая схема установки

4.7 Газовакуумная схема установки

4.8 Разработка конструкции установки для концентрации

плазменных процессов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Приложение 2

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии и оборудования для напыления порошковых покрытий в производстве изделий машиностроения и электровакуумных приборов на основе концентрации плазменных процессов в одной рабочей установке»

ВВЕДЕНИЕ

Плазменная обработка является одним из современных процессов в технологии производства деталей машин и приборов. Актуальность и важность данного процесса заключается в том, что она является универсальным методом обработки материалов и может заменить ряд традиционных технологических операций.

Различным аспектам решения задач исследования и разработки вакуумно-плазменных методов обработки материалов посвящены многочисленные работы Б.С. Данилова, В.В. Кудинова, В.Н. Лясникова, JI.C. Полака, H.H. Рыкалина, Д.И. Словецкого, В.М. Тарана, В.И. Калиты и других отечественных и зарубежных ученых.

Настоящие исследования направлены на совершенствование технологии плазменного напыления порошковых покрытий, в частности, применительно к требованиям производства электровакуумных приборов и изделий машино- и приборостроения [14, 16, 54, 86].

Покрытия деталей электровакуумных приборов, такие как антиэмиссионные, электроизоляционные, эмиссионные и другие, выполняют ряд сложных функций в вакуумной среде. При напылении таких покрытий необходимо предотвратить изменение структуры материалов и химического состава, а также насыщение их газами. Такие покрытия должны наноситься в вакуумных камерах с защитной средой и обладать высокими прочностными характеристиками. Так, например, вывести из строя электровакуумный прибор может даже отдельная небольшая частица, оторвавшаяся от покрытия, которая может привести к искрению, пробою и другим явлениям [54, 112].

Покрытия на изделиях машиностроения и электровакуумных приборов целесообразно наносить не на отдельные детали, а на узлы, которые выполнены из материалов небольшой толщины и имеют сложную конструкцию и небольшую механическую прочность. К сожалению, при использовании традиционных методах плазменного напыления на изделия такого класса, прочность сцепления покрытия с основой является часто невысокой. Связано это с тем, что

используемые методы предварительной подготовки поверхности основы не обеспечивают в данной степени создание на ней активных центров, а в некоторых случаях они даже приводят к разрушению обрабатываемых изделий. Указанные недостатки сдерживают более широкое использование плазменного напыления в промышленности [53-55, 101, 115].

Цель работы: повышение эффективности и качества плазмонапыленных покрытий путем разработки комбинированного процесса напыления, совмещенного с активацией поверхности и сокращения единиц номенклатуры оборудования, используемого для плазменного напыления.

Задачи исследования:

1. Исследование возможности и эффективности применения газового разряда для активации напыляемой поверхности перед напылением.

2. Исследование эффективности активации поверхности дуговым разрядом в процессе плазменного напыления.

3. Определение требований к степени очистки напыляемой поверхности перед плазменным напылением.

4. Исследование зависимости прочности сцепления плазмонапыленных покрытий от их пористости.

5. Разработка научных принципов создания специального оборудования.

6. Внедрение результатов исследования.

Научная новизна:

1. Раскрыт механизм процесса плазменного напыления покрытий с совмещенной активацией поверхности основы газовыми разрядами.

2. Получены математические модели, позволяющие определять силу тока и мощность активирующего разряда по заданным параметрам качества активации.

3. Установлены оптимальные режимы активации напыляемой поверхности импульсным дуговым разрядом низкого давления.

4. Обоснована совмещенная технология плазменного напыления покрытий на сетки электронных приборов и фольгу для монтажа катодолюминисцентных

индикаторов приборов, обеспечивающая повышение прочности напыляемого покрытия.

Практическая значимость и реализация результатов работы:

1. Даны практические рекомендации по реализации процесса очистки поверхности перед плазменным напылением.

2. Разработаны технические предложения по созданию устройства, позволяющие производить очистку и напыление в одной установке.

3. Разработано и внедрено промышленное оборудование, которое позволяет проводить совмещенную обработку, включающую активацию напыляемой поверхности тлеющим и импульсным дуговым разрядом низкого давления, плазменное напыление и термическую обработку изделий сильноточным

тлеющим разрядом.

4. Результаты исследований внедрены и применяются при производстве изделий электронной техники и точной механики в ООО НПП «НИКА-СВЧ», ООО «Стальтех», что подтверждается актами внедрений (Приложение 1, 2).

5. По результатам диссертационного исследования подготовлены 2 монографии.

Личный вклад автора в работу состоит в формулировании задач, проведении теоретических и экспериментальных исследований, обобщении полученных результатов, сопоставлении результатов с литературными данными и

формулировании выводов.

Достоверность результатов. Достоверность экспериментальных

результатов обеспечивается применением современного оборудования и аналитической аппаратуры, использованием стандартных методов испытаний, отсутствием противоречий полученных результатов исследований с данными других авторов в данной предметной области.

Положения, выносимые на защиту:

1. В процессе подготовки покрытия катодное микропятно не может обеспечить эффективную активацию напыляемой поверхности в виду малой зоны теплового воздействия и медленного перемещения по поверхности.

2. Высокую прочность сцепления покрытия и производительность процесса напыления возможно получать путем использования для активации напыляемой поверхности импульсного дугового разряда низкого давления.

3. При наличии на напыляемой поверхности органических загрязнений прочность сцепления покрытия может колебаться в широких пределах. При этом влияние органических загрязнений на прочность сцепления покрытия более существенно, чем оксидной пленки.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-технических конференциях и семинарах, основными из которых являются: V Международная школа «Физическое материаловедение» (Тольятти, 2011), Всероссийская научно-техническая конференция «Высокие, критические электро- и нанотехнологии» (Тула, 2011), Международная научная конференция «Измерительные и информационные технологии в охране здоровья МЕТРОМЕД-2011» (Санкт-Петербург, 2011), VII Международная молодежная научная конференция «Тинчуринские чтения» (Казань, 2012), Международная научно-практическая конференция «Современные материалы, оборудование и технологии в машиностроении» (Андиджан, 2012), 6th International Conference on «Materials Science and Condensed Matter Physics» (Кишинев, 2012), XIX научно-техническая конференция с участием зарубежных специалистов «Вакуумная наука и техника» (Судак, 2012), Международная молодежная конференция «Будущее науки - 2013» (Курск, 2013), International scientific and technical conference «Innovative technologies in the manufacture and in higher education» (Анжижан, 2013), Международная научно-техническа конференция «Наука и образование - 2013» (Мурманск, 2013), 11-й Международная конференция «Пленки и покрытия-2013» (Санкт-Петербург, 2013), VIII Всероссийская конференция молодых ученых «Наноэлектроника, нанофотоника и нелинейная физика» (Саратов, 2013), Proceedings of the International Conference Nanomaterials (Сумы, 2013), XX Юбилейная научно-техническая конференция «Вакуумная наука и техника» (Москва, 2013), Proceedings of the International Conference Nanomaterials (Сумы,

2013), Международная научно-техническая конференция «Молодые ученые -основа будущего машиностроения и строительства» (Курск, 2014) и др.

ГЛАВА 1 ПРОЦЕССЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ПРОЧНОЕ СЦЕПЛЕНИЕ ПОКРЫТИЯ С НАПЫЛЯЕМОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

1.1 Особенности формирования плазмонапыленных покрытий

Плазменные технологии позволяют модифицировать поверхности различных материалов путем нанесения на них покрытий с защитными, декоративными, упрочняющими и другими свойствами. Технологический процесс формирования покрытий включает вакуумную камеру, генератор рабочего материала, средства энергопитания и охлаждения, автоматизации и механизации. Вакуумная камера обеспечивает специальную газовую среду, имеющую определенный химический состав, которым возможно контролировать и управлять, а также давление существенно ниже атмосферного. Генератор рабочего вещества формирует струю, которая подается на покрываемую поверхность основы. В качестве генератора используются плазмотроны различных конструкций. Как правило, процесс нанесения плазмонапыленного покрытия на подложку включает в себя два этапа. Первый этап предусматривает активацию напыляемой поверхности. Активация напыляемой поверхности заключается в очистке этой поверхности от существующих на ней загрязнений и создании активных центров в поверхностном слое основы материала. Рассматриваемые активные центры способны химически взаимодействовать с напыляемым материалом. Далее происходит формирование покрытия на поверхности основы [34, 36, 101].

Поверхность твердого тела следует рассматривать как некую область со отличительными свойствами от его объемных свойств. На поверхности твердого вещества находятся атомы и ионы, способные подвергаться воздействию определенных сил со стороны других тел. Как известно, на поверхности твердого тела у атомов и ионов имеется меньшее число ближайших соседей, чем в его внутреннем объеме, таким образом образуется нарушение симметрии. Для устранения этого факта поверхностные атомы стремятся присоединить различные

атомы из своего окружения со свойствами, отличными от свойств поверхностных атомов. Ввиду этого возможно проявление некоторых сложных химических процессов.

Газовая среда включает наличие помимо нейтральных молекул заряженных частиц - электронов и ионов, что вызывает существенный интерес в изучении взаимодействия напыляемого материала с плазменной средой. Ввиду этого общий тепловой поток определяется следующим выражением [53-57, 64, 112]:

Qz=Qa + Qi + Qe, (1-1)

где Qa - газовая компонента уравнения; Q, - ионная компонента уравнения; Qe -электронная компонента уравнения.

Для определения газовой, ионной, и электронной компонент уравнения (1.1) используются следующие выражения [53-57, 112, 125, 129]

St + 3 S2h + 0,75 -

f г

S2h +2,5-2

v

Т >

pw

V Th J

■ exp+

S„

T.

pw

T

j(l + 2Sl )erf(Sh)

(1.2)

/

Л

+ S„

erf (Sh) + Qxp(-S2h)[s2h+2,5-

-2

(T

\

pw

T

V л У

Е-Ф eV.

л//г

atkTh kTt

2S,

(1.3)

Qe={ml2h)^newe{2kT + 0)exV

eV„

kT

(1.4)

где п - концентрация; м? - скорость теплового движения частицы; Г - температура частицы; 5 - скоростное отношение (3 = //т] ); е - элементарный заряд; к - постоянная Больцмана; Е - энергия ионизации; Ф - работа выхода

соответственно; - абсолютное значение плавающего потенциала на

сферической частице материала; а - коэффициент поглощения тепла; п - индекс компоненты газа; и> - индекс компоненты поверхности частиц материала.

Попадая в струю заряженного газа, частица напыляемого материала движется под действием на нее различных сил. Уравнение движения дисперсной частицы в общем случае имеет вид [53-57, 112, 130]

= О"5)

где тр - масса частицы; \ур - скорость движения частицы напыляемого материала; - сила аэродинамического сопротивления;

Сд - коэффициент аэродинамического сопротивления; 5„, - средний радиус

частицы; р - плотность газа; р'Р = ^рР^ ^ - сила, обусловленная градиентом давления в потоке газа; ^ = V^ [рё — - сила тяжести;

= 0,5Кр/7^ _ сила, обусловленная инерцией вытесненного частицей объема

газа; РТ - сила термофореза, зависящая от режима обтекания частицы газа; ¥т -сила присоединенной массы; Fм - сила, обусловленная вращением частицы; Рв -сила, обусловленная нестационарностью процесса (сила Бассе).

Наибольшей силой, оказывающей влияние в плазменной струе, является сила аэродинамического сопротивления. Тогда существенное значение для увеличения скорости движения дисперсной частицы имеет коэффициент аэродинамического сопротивления Сд. Существует множество выражений, отражающие различные условия обтекания тела газом, для определения этого параметра. Например, для кп < 1 и сферической формы частиц материала напыления [53-57, 59-60, 112]

Сд =24/Яе для Яе <0,2,

Сп =0,5 + 29,2/^ + 430/Аг 1по

д ' , для 2<Яе<103 ,

где Аг =я(рр - pg )с!3р / pgVg.

Интенсивность теплообмена дисперсных частиц определяется следующими выражениями [53-57]

Ыи = А + ВЯетРгп и№ = СЫетРгп (1.6)

Коэффициенты А и В меняются в широких пределах, при чем А - от 0 до 2,1, аВ- от 0,16 до 8,2.

Из уравнения теплопроводности можно вычислить температуру нагрева отдельной частицы [2, 10-13, 16, 53-57, 131]

^ дТ 1 Э ( 2 5 ЭГЛ рпс — + -г— г А.

Э*

■2 д(

V

дг

= 0

(1.7)

при граничных условиях

Эг

г

г=Л

-«Г

Я.

Т.

кср

г=Я

+ £СГГ4 - О,

где - плотность потока плазменной среды; Ср - теплоёмкость потока газа; Нп -теплосодержание потока плазменной среды; Я - коэффициент теплопроводности дисперсной частицы; а - коэффициент теплоотдачи; е, а - коэффициенты излучения.

Как известно, теплофизические характеристики плазменной среды зависят от температуры, что затрудняет решение уравнения теплопроводности.

Выражение (1.7) упрощается в том случае, если определяющий соотношение между интенсивностью теплообмена дисперсной частицы с плазменной средой и полем температур внутри частицы, критерий Био (В1 - Хпс1г /2АГ) значительно меньше единицы [10-13, 16, 53-57]

р С

г п г

дТ 6а„

дt с1г

Н

п__у

йг

(1.8)

Благодаря полученному уравнению (1.8) возможно с удовлетворительной точностью определить температуру дисперсных частиц в в широком диапазоне изменений характеристик плазменной среды.

Таким образом, зная температуру, скорость, турбулентность и т.п. плазменной струи возможно определить условия нагрева напыляемого материала и применить эти знания для повышение качества покрытия.

По литературным данным известно, что на срезе сопла плазмотрона плазменный поток имеет ламинарный характер при Яе <11(Н250, турбулентный при 11е >30(Н-800 или смешанный характер в промежуточной области чисел Яе.

1.2 Сцепление плазменных покрытий с напыляемой поверхностью

Прочность сцепления плазмонапыленного покрытия с поверхностью зависит от действия сил механического типа, химического взаимодействия и сил Ван-дер-Ваальса [16, 59-60, 63, 112, 132, 147]. Соединения, полученные за счет механических взаимодействий и сил Ван-дер-Ваальса, обычно слабые. Поэтому при плазменном напылении покрытий необходимо обеспечить необходимые условия для протекания химических взаимодействий между материалом покрытия и изделия.

Существует теория, позволяющая наметить пути увеличения адгезии плазмонапыленного покрытия, которая выделяет стадию химического взаимодействия с поверхностью основного материла. Теория была разработана на основе экспериментальных исследований, в результате которых было установлено, что взаимодействие напыляемого материала с поверхностью происходит стадийно [53-57, 128, 136].

При плазменном напылении адгезия определяется границе взаимодействия фаз [53-57, 112]:

а(1)/ат = Щ)/Ы0 (1.9)

где а(() - прочность сцепления, достигнутая за время I; ат - максимальная прочность сцепления; N(0 - число атомов из общего числа N0 прореагировавших за время

Таким образом, возможно, получить выражение для теоретического определения изменения относительной прочности сцепления частиц в результате протекания химической реакции в контакте с основой [53-57, 112]:

т

N.

= 1 - ехр

УП

ехр{Еа/кТо)

(1.10)

где N0 - число атомов, напыляемых на поверхность и находящихся в физическом контакте; у - частота собственных колебаний атомов; Еа - энергия активации; Та - абсолютная температура контакта; к - постоянная Больцмана.

К =

хЯТс

м

ехр

Л5 Я

ехр

г АЕ-РАУЛ

(1.11)

где К - постоянная скорости роста прочности; х - трансмиссионный коэффициент, учитывающий вероятность возвращения молекул активированного комплекса в исходное состояние; Т0 - абсолютная температура контакта; N -число Авогадро; И. - постоянная Планка; А51 - изменение энтропии в процессе реакции; АЕ - изменение внутренней энергии системы атомов на границе контакта при активации; А V - изменение объема при изменении моля активированных комплексов; Рп — приложенное напорное давление, производящее работу по изменению внутреннего состояния системы.

Пластическая деформация имеет место в контакте частица - напыляемая поверхность при небольших скоростях частиц (менее 200м/с) [16, 53-57].

При более высоких скоростях частиц (более 400м/с) появляется напорное давление, которое может привести к ускорению процесса приваривания частиц, а также путем пластической деформации [9, 15, 17, 55]. Тем не менее влияние напорного давления на приваривание частиц составляет небольшую величину.

Расчетным путем возможно определить температуру в контакте под быстро растекающейся каплей [48, 53-57]:

ТК_

Т° КЕ+у/{а)

(1.12)

Л V а1

где Тт - температура плавления материала частиц; К(. - критерий тепловой активности частиц по отношению к напыляемой поверхности; у/(а) - функция интеграла вероятности; Я) и Я2 - коэффициенты теплопроводности частицы и основного материала; а2 и ах - коэффициенты температуропроводности частицы

и основы; а = у/(Кв KL ) - корень некоторого уравнения, для решения которого в [53] приведена программа; KL - критерий, оценивающий скрытую теплоту плавления материала основы.

В работе [53] приведены экспериментальные исследования, в результате которых установлено значение необходимой энергии активации для эффективности протекания процесса. Известна работа [53], в которой доказывается, что за счет термической активации при плазменном напылении достигается необходимый уровень активации в контакте «частица - напыляемая поверхность».

Естественно предположить, что процесс взаимодействия атомов частиц в поверхности в немалой степени зависит от исходного состояния напыляемой поверхности, т.к. обычно такая поверхность загрязнена молекулами газа и воды, жирами, окислами и т.д. [53-57, 16, 112]. Такая поверхность находится в состоянии термодинамического равновесия и, следовательно, не способна химически взаимодействовать. Создание на поверхности активных центров приводит к повышению химической активности этой поверхности [16, 53, 83, 88, 112].

Активация напыляемой поверхности в промышленности обеспечивается её предварительной подготовкой.

1.3 Методы активации напыляемой поверхности

Механическая обработка широко применяется для подготовки поверхности для напыления. Суть механической подготовки поверхности состоит в пластической деформации и формировании в той или иной степени нового рельефа поверхности, зарождение которого происходит при внешнем напряжении и скоплении дислокаций [30, 31, 75, 115].

Как правило, структурные дефекты типа ступеней скола, дислокаций, точечных дефектов и т.д. являются своего рода активными центрами [115, 119] . Анализируя вышеизложенное можно заключить, что для активации напыляемой

поверхности возможно применять механическую обработку, в результате которой происходит активация напыляемой поверхности ввиду чего создаются необходимые условия для прочного сцепления покрытия с основой.

Дробеструйная обработка нашла также применение для подготовки поверхности для напыления. Кроме создания на поверхности структурных несовершенств, данный вид обработки делает её шероховатой, что приводит к увеличению контактной температуры под напыляемыми частицами на выступах и повышает общую площадь участков приваривания [26, 115, 116, 119]. Для предварительной подготовки поверхностей крупногабаритных и механически прочных деталей проводят нарезание резьбы, проточку канавок, обкатку и т.д. [63,65, 115, 119 ].

Предварительная подготовка поверхности для напыления может осуществляться также химической очисткой и травлением [119, 101]. При химическом травлении происходит снятие верхнего слоя поверхности и образование впадин, структурных несовершенств.

При плазменном напылении для термической активации необходим подогрев поверхности до определенной температуры. Подогрев некоторых материалов в среде атмосферы ограничен до 100°-200° С, а при напылении покрытий в контролируемой атмосфере получила распространение высокотемпературная термическая активация.

Существующие методы активации напыляемой поверхности имеют ряд существенных недостатков и ограничений. Рассмотренные выше методы подготовки поверхности осуществляются в среде воздуха, что несомненно приводит к окислению и адсорбции газов.

На очищенной поверхности интенсивно сорбируются различные органические вещества и влага. После механической обработки требуется проведение дополнительной химической очистки ввиду того, что при проведении такой обработки изделия загрязняются маслами. К тому же химическую очистку не рекомендуется применять для ответственных узлов, кроме этого после обработки на поверхности обрабатываемого изделия остается химический

раствор, который может привести к отслоению покрытия во время работы. Механически непрочные или тонкостенные изделия недопустимо обрабатывать с помощью дробеструйной и другими методами механической обработки, а нагрев тонкостенных изделий может привести к их короблению.

Кроме того, традиционные методы подготовки напыляемой поверхности требуют дополнительные единицы оборудования и площади.

1.4 Постановка задачи

Традиционные методы активации напыляемой поверхности, как отмечено выше, имеют ряд принципиальных ограничений и недостатков, что приводит к невозможности получить покрытия с высокими качественными показателями, а также использовать плазменное напыление покрытий в тех областях, где покрытия наносятся на тонкие элементы конструкции или изготовлены из механически непрочных материалов.

Новые возможности в решении задачи качества плазменных покрытий открывает использование газоразрядной среды. В отличие от обычной газовой среды газоразрядная имеет довольно сложный состав ионизированных и нейтральных частиц, включающих ускоренные электроны, атомарные и молекулярные ионы с различными зарядами, нейтральные атомы и молекулы [84, 87, 105, 112].

Взаимодействие ионизированных частиц с поверхностью твердого тела связано с такими явлениями, как электронная бомбардировка, катодное распыление, плазмохимические реакции, электрическая эрозия, нагрев электродов и пр., которые при соответствующих условиях могут использоваться для очистки твердого тела [95, 105-106, 120, 122, 123, 133].

В связи с этим контролируемую газовую среду, в которой производится напыление, можно использовать не только как защитную среду, но и для подготовки поверхности перед напылением.

При этом процессы предварительной подготовки поверхности и плазменного напыления могут быть совмещены в общей камере с инертной средой, в результате чего будут исключены различные диффузионные процессы, происходящие при напылении и, следовательно, улучшено качество покрытия.

Кроме того, газоразрядную среду возможно использовать в качестве «бесконтактного» метода, позволяющим обрабатывать изделия из тонких материалов, которые при использовании традиционных методов (дробеструйного, механического и др.) разрушаются.

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АКТИВАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ОСНОВЫ ГАЗОВЫМИ РАЗРЯДАМИ В КОНТРОЛИРУЕМОЙ АТМОСФЕРЕ

2.1 Исследование влияния активации поверхности основы дуговым разрядом в процессе плазменного напыления на прочность сцепления покрытия

Активация поверхности основы с использованием термических факторов проводится с целью повышения ее адгезии. Процесс термической обработки характеризуется нагревом всего объема изделия. Высокотемпературный нагрев обычно проводят при плазменном напылении в контролируемой среде [60, 112]. Однако, для некоторых изделий это является недопустимым.

Рассмотрим возможность термической активации в виде такого идеального источника, который позволил бы вводить энергию активации в контакт «частица - поверхность» в виде направленного импульсного элемента 1 в момент удара частицы 2 о напыляемую поверхность 3 (рисунок 2.1).

Однако для осуществления данного метода термической активации необходимо создать специальное автоматическое устройство управления.

Имея ввиду то, что рассматриваемый процесс взаимодействия протекает очень быстро, занимая всего Ю^.ЛО"4 с, и попадание частиц на напыляемую основу имеет случайный характер, то создание специального автоматического устройства для контроля за частицами практически невозможно. Однако для

Рисунок 2.1 - Схема локальной термической активации

местной термической активации отдельной дисперсной частицы представляется интересным использовать катодное микропятно дугового разряда.

Дуговой разряд низкого давления имеет отличительное свойство, заключающее в возможности регулирования перемещения катодного микропятна, которое позволило бы использовать его для местной термической активации напыляемой поверхности [16, 79, 101, 112, 134].

В месте удара разогретой напыляемой частицы происходит повышение температуры, что приводит к разрушению оксидных пленок на поверхности и структурным изменениям материала. Таким образом, создается участок с благоприятными условиями для эмиссии электронов, в результате чего катодное микропятно такого разряда устремится с наибольшей вероятностью на этот обрабатываемый участок поверхности.

В ходе экспериментальных исследований установлено, что в катодном микропятне плотность тока находится в пределах 103..10б А/см, при этом среднее «время жизни», в течение которого оно находится на участке диаметром 10~3 см составляет около 10"3..10"5 с.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гришина, Ирина Петровна, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамович Т.Н. Прикладная газовая динамика. - М.: Наука, 1969. - 824 с.

2. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. - М.: Физматгиз, i960,-715 с.

3. Автоматизированная система управления процессом электроплазменного напыления покрытий / В.М. Таран, A.B. Лясникова, O.A. Дударева, И.П. Гришина // Материалы всероссийской научно-технической конференции «Высокие, критические электро- и нанотехнологии». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. - С. 12-22.

4. Автоматизация измерения адгезионно-когезионных характеристик покрытий на деталях сложной конфигурации / O.A. Дударева, И.П. Гришина, O.A. Маркелова, Н.И. Садыкова, A.B. Лясникова// Актуальные проблемы разработки и применения новых материалов и технологий: сборник материалов Всероссийской молодежной научной конференции. 25-26 сентября 2013 г. - Саратов: ООО «Издательский Центр «Наука», 2013.-С.70-77.

5. Автоматизированная система контроля качества покрытий медицинского назначения / В.М.Таран, A.B. Лясникова, O.A. Дударева, O.A. Маркелова, И.П. Гришина // Измерительные и информационные технологии в охране здоровья МЕТРОМЕД-2011: сборник научных трудов Международной научной конференции. - СПб.: Изд-во «ИнформМед», 8-10 ноября 2011 г. - С. 287-288.

6. Александрова А.Т. Оборудование электровакуумного производства. М.: Энергия, 1974. - 383 с.

7. Алиев Т.А. Экспериментальный анализ. М.: Машиностроение, 1991.-272 с.

8. Анахов C.B. Особенности теплофизического проектирования плазмотронов для резки металлов / C.B. Анахов, Ю.А. Пыкин, A.B. Матушкин, С.А. Шакуров // Сварочное производство.- 2011.- №11.- С. 25-31.

9. Асаналиев М.К. Измерение ускорения твердой частицы в потоке плазмы / М.К. Асаналиев, Ж.Ж. Жеенбаев, М.А Самсонов, B.C. Энгелыит // Физика и химия обраб. материалов. 1978. №3. С.65-71.

10. Бартенев С.С. Детонационные покрытия в машиностроении / С.С. Бартенев, Ю.П. Федько, А.И. Григоров,- Д.: Машиностроение, 1982. - 215 с.

11. Белков П.В. Поверхностное упрочнение стали электронным пучком / П.В. Белков, А.Н. Бодров, М.Н. Васильев и др. // Поверхность. Физика, химия, механика. 1985. № 8. С. 139-141.

12. Борисов Ю.С. Плазменные порошковые покрытия / Ю.С. Борисов, A.JI. Борисова. - Киев: Техника, 1986. - 223 с.

13. Буткевич М.Н. Влияние состава исходного порошкового материала на свойства покрытий, получаемых детонационным напылением / М.Н. Буткевич, Б.Г.Хамицев, И.А. Войташ // Сварочное производство.- 2009.-№9,- С. 15-21.

14. Вакуумная техника: Справочник / Е.С. Фролов, В.Е. Михайчев, А.Т.Александрова и др. М.: Машиностроение, 1985. - 360 с.

15. Веерлинг С. Исследование свойств покрытий, напыленных плазмой / С. Веерлинг, С. Наи // Получение покрытий высокотемпературным распылением / Под ред. В.В. Кудинова и JT.K. Дружинина. М.: Атомиздат, 1973. С 255-268.

16. Веселкова О.И. Повышение качества порошковых покрытий в производстве электровакуумных приборов за счет совершенствования технологической схемы электроплазменного напыления и автоматизации оборудования: Дис. ... канд. техн. наук.: Спец.05.09.10-Электротехнология / Науч.рук. В.Н.Лясников, В.М.Таран; СГТУ. - Саратов, 2003. - 190 с.

17. Высокотемпературные неорганические покрытия / Пер. с анг. под ред. Дж. Гумменика, мл. М.: Металлургия, 1968. - 339 с.

18. Гаврилов В.А. Автоматизированный экспериментальный стенд по исследованию теплообмена при фазовых превращениях / В.А. Гаврилов,

И.И. Гогонин, O.A. Кабов. Теплофизика и гидродинамика в процессах кипения и конденсации. Новосибирск: ИТФ СО ФН СССР, 1985. С. 132-139.

19. Глатцле Р. Плазменное напыление вольфрама / Р. Глатцле, Ф. Бензовски // Получение покрытий высокотемпературным распылением. М.: Атомиздат, 1973. С. 191-193.

20. Голубев В. А. Исследование турбулентной струи высокой температуры / Исследование турбулентных струй воздуха, плазмы и реального газа. -М.: Машиностроение, 1967.- С.5-51.

21. Горбачев Г.Н. Промышленная электроника / A.B. Донской, B.C. Клубникин.- JL: Машиностроение. Ленингдю отд-ние, 1979 - 221 с.

22. Готлиб Л.И. Плазменное напыление. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1970. - 72 с.

23. Грановский В. Л. Электрический ток в газе. М.: Гостехтеоретиздат, 1952. - 544 с.

24. Грановский В.Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток / В.Л. грановский, Н.Т. Суетин, Б.А. Клерфельд и др. М.: Наука, 1971. - 544 с.

25. Гришина И.П. Биосовместимые наноматериалы и композиционные покрытия на их основе для биомедицинской инженерии \ И.П. Гришина, O.A. Дударева, O.A. Маркелова, A.B. Лясникова \\ Конструкции из композиционных материалов.-2013.-№2.-С.22-28.

26. Гришина И.П. Исследование зависимости прочности сцепления плазмонапыленных покрытий от количества органических загрязнений и толщины оксидной пленки / И.П. Гришина, В.М. Таран, A.B. Лясникова // Ученые записки Тамбовского регионального отделения союза молодых ученых, Вып.2. / Перспективы развития научного знания в XXI веке : матер. II Всерос. науч.-практич. конф., Тамбов. - 2014. - С.232-235.

27. Гришина И.П. Использование метода факторного планирования при проведении эксперимента по очистке напыляемой поверхности от загрязнений // Молодые ученые - основа будущего машиностроения и

строительства : Сб. науч. тр. Междунар. науч.-техн. конф. (29-30 мая 2014 года) / Юго-Зап. гос. ун-т, Курск, 2014. - С. 99-102.

28. Гришина И.П. Обеспечение качества плазмонапыленных покрытий изделий машиностроения и медицинской техники за счет использования различных методов активации напыляемой поверхности. Материалы докладов VII Международной молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения», В 4 т.; Т. 3. - Казань: Казан, гос. энерг. ун-т, 2012. С.42-43.

29. Гришина И.П. Повышение качества плазмонапыленных покрытий эндопротезов за счет использования различных методов подготовки напыляемой поверхности. Сборник материалов Всероссийской заочной научной конференции для молодых ученых, студентов и школьников «Актуальные вопросы биомедицинской инженерии» (Саратов, СГТУ имени Гагарина Ю.А., 2011 г.), - С. 74-78.

30. Гусев В.В. Плазмохимические реакторы для удаления поверностных слоев материалов. / В.В. Гусев, В.Ю. Киреев. ФИХОМ. 1980. №1. - с. 22-29.

31. Данилин Б.С. Применение Низкотемпературной плазмы для травления и очистки материалов / Б.С. Данилин, В.Ю. Киреев. - М.: Энергоатомиздат, 1987.-264с.

32. Донской A.B. Электроплазменные процессы и установки в машиностроении / A.B. Донской, B.C. Клубникин. JL: Машиностроение, 1979.-221 с.

33. Достовалов Д.В Перспективные технологии и оборудование для плазменной термической обработки металлов / Д.В.Достовалов, В.А. Достовалова, П.С. Гордиенко // Технологий металлов.- 2011.- №9.- С. 28-31.

34. Дресвин C.B. Физика и техника низкотемпературной плазмы / C.B. Дресвин, A.B. Донской, В.М. Гольдфарб, B.C. Клубнинкин. - М.: Атомиздат, 1972. - 352 с.

35. Ермаков С.С. Движение и нагрев порошкового материала при газотермическом нанесении покрытий // Порошковая металлургия. 1985. № 7. С. 67-72.

36. Жеенбаев Ж.Ж. Двухструйный плазмотрон / Ж.Ж. Жеенбаев, B.C. Энгелынт. Фрунзе: Илим, 1983. - 202 с.

37. Жуков М.Ф. Прикладная динамика термической плазмы / М.Ф. Жуков, A.C. Коротеев, Б.А. Урюков. - Новосибирск: Наука, 1975. - 297 с.

38. Жуков М.Ф. Электродуговые нагреватели газа (плазмотроны) / М.Ф.Жуков, В .Я. Смоляков, Б.А. Урюков. -М.: Наука, 1969. - 127 с.

39. Зиновьев В.Е. Кинетические свойства металлов при высоких температурах. М.: Металлургия, 1984,- 197 с.

40. Иванов Е.М. Инженерные расчет теплофизических процессов при плазменном напылении. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1983. - 140 с.

41. Исследование влияние активации поверхности газовыми разрядами на прочностные характеристики плазменных покрытий/ O.A. Дударева, И.П. Гришина, О.А .Маркелова, В.А. Протасова, Н.В. Протасова, A.B. Лясникова// Актуальные проблемы разработки и применения новых материалов и технологий: сборник материалов Всероссийской молодежной научной конференции. 25-26 сентября 2013 г. - Саратов: ООО «Издательский Центр «Наука», 2013. - С. 181 - 186.

42. Исследование влияния активации поверхности основы дуговым разрядом в процессе напыления на адгезионно-когезионные характеристики плазменного покрытия / Н.В. Протасова, И.П. Гришина, В.М. Таран, A.B. Лясникова // Вестник СГТУ.2012.-№2 (66).-Вып.2-С.147-152.

43. Исследование влияния характеристик исходных порошков и режимов плазменного напыления на свойства металлокерамических покрытий эндопротезов \ A.B. Лясникова, И.П. Гришина, O.A. Дударева, O.A. Маркелова \\ Конструкции из композиционных материалов.-2013.-№1.-С.31-36.

44. Исследование влияния характеристик порошковых материалов и режимов плазменного напыления на структурно-морфологические параметры биосовместимых металлокерамических покрытий. Сборник материалов Всероссийской заочной научной конференции для молодых ученых, студентов и школьников «Актуальные вопросы биомедицинской инженерии» (Саратов, СГТУ имени Гагарина Ю.А., 2011 г.), - С. 63-73.

45. Исследование структурно-морфологических и адгезионных характеристик плазмонапыленных гидроксиапатитовых покрытий \ O.A. Дударева, И.П. Гришина, O.A. Маркелова, В.А. Протасова, A.B. Лясникова \\ Материалы международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2013», Мурманск, 4-11 марта 2013 г. - Электрон, текст подгот ФГОУВПО «МГТУ». - НТЦ «Информрегистр», №0321301202, С.342-346.

46. Катков И.П. Исследование взаимодействия покрытия с подложкой при плазменном напылении вольфрама и молибдена / И.П. Катков, Л.Б. Шендеров, М.А. Шуткина // Металлургия. 1970. № 13. С. 176181.

47. Кесаев И.Г. Катодные процессы электрической дуги. - М: Наука, 1968.- 244 с.

48. Княжеченко И.В. Аппаратура автоматизации установки для исследования низкотемпературной плазмы / И.В. Княжеченко, C.B. Лукошков, В.И. марьин и др. // ПТЭ. 1983. № 2. С. 260-261.

49. Коротеев A.C. Генераторы низкотемпературной плазмы / A.C. Коротеев, А.М.Костылев, В.В. Коба и др.М.: Наука, 1969. - 127 с.

50. Коротеев A.C. Технологические процессы на основе концентрированных электронных пучков / A.C. Коротеев, М.Н. Васильев // Автомоб. Пром. 1983. «11. С. 21-23.

51. Коротеев A.C. Электродуговые плазмотроны. - М.: Машиностроение, 1980.- 174 с.

52. Кудер Ж.Ф. Обмен импульсом и теплом между частицами и плазменной струей при напылении / Ж.Ф. Кудер, М. Вардель, А. Вардель, П.

Фоше // Генерация потоков электродуговой плазмы. Новосибирск: ИТФ СО СССР, 1987. С.397-427.

53. Кудинов В.В. Нанесение покрытий плазмой / В.В.Кудинов, П.Ю. Пекшев, В.Е. Белащенко и др. М.: Наука, 1990. - 408с.

54. Кудинов В.В. Нанесение покрытий плазмой тугоплавких покрытий / В.В. Кудинов, В.М. Иванов. - М.: Машиностроение, 1981. - 192 с.

55. Кудинов В.В. Плазменные покрытия. - М.: Наука, 1977. - 184 с.

56. Кудинов В.В. Сверхзвуковое распыление дисперсных материалов в разреженную среду / В.В. Кудинов, П.Ю. Пекшев, А.А. Владиславлев // Исследование и разработка теоретических проблем в области порошковой металлургии и защитный покрытий. - Минск: БРНПО ПМ, 1984. Ч.1.- С. 6877.

57. Кудинов В.В. Тенденции развития и совершенствования аппаратуры для газотермического напыления / В.В. Кудинов, П.Ю. Пекшев // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1985. №4, вып. 1. С. 113-121.

58. Куркин В.И. Основы расчета и конструирования оборудования электровакуумного производства / В.И. Куркин. - М.: Высшая школа, 1971. - 544 с.

59. Лисовский С.М. Системотехническое проектирование электроплазменных технологий и оборудования [Рукопись] : дис. ... д-ра техн наук: 05.09.10 - Электротехнология / Сергей Михайлович Лисовский; науч. консультант В.Н. Лясников; Сарат. гос. техн. ун-т. - Саратов, 2006. - 315 с.

60. Лисовский С.М. Совершенствование электроплазменных технологий и оборудования на основе методов повышения устойчивости тлеющего и коронного разрядов при их возбуждении в распределенных электродных системах [Manuscript] : Дис..канд.техн.наук:Спец.05.09.10-Электротехнология / Науч.рук.В.М.Таран; Сарат. гос. техн. ун-т. - Саратов, 2000. - 200 с.

61. Лягушкин В.П. Комплексный эксперимент в плазмоструйном нанесении покрытий / В.П. Лягушкин, О.П. Солоненко, П.Ю. Пекшев // Тез. докл. Международ. Рабочего совещ. «Высокотемпературные запыленные струи в процессах обработки порошковых материалов». Новосибирск: ИТФ СО АН СССР, 1988. С. 75-84.

62. Лясников В.Н. Гибкая система управления процессом проектирования технических объектов / В.Н. Лясников, H.A. Гусев, В.М. Таран // Вестник СГТУ (Автоматизация и управление). - 2004. - № 2 (3). - С. 119-129.

63. Лясников В.Н. Комплексные исследования функциональных плазменных покрытий, разработка оборудования технологии и внедрения их в серийное производство ЭВП: Дис. ... докт. техн. наук. - М., 1987. - 345с.

64. Лясников В.Н. Плазменное нанесение покрытий в производстве изделий электронной техники / В.Н. Лясников, B.C. Украинский, Г.Ф. Богатырев. Из-во СГТУ, 1985. -200с.

65. Лясников В.Н. Плазменное напыление покрытий в производстве изделий электронной техники / В.Н. Лясников, B.C. Украинский, Г.Ф. Богатырев - Саратов: Изд-во Сарат. Ун-та, 1985. - 200 с.

66. Лясников В.Н. Плазменное напыление слоистых структур и исследование их физико-механических свойств / В.Н. Лясников, О.П. Веселкова, В.И. Куликов Методы и оборудование для физико-химических исследований поверхности материалов электронной техники: Тез. Докл. -Сер. Технология, организация производства и оборудвание - М., 1982. -Вып.З, ч.П, С.46.

67. Лясников В.Н. Плазменное напыление функциональных покрытий с заданными свойствами / В.Н. Лясников, Н.В. Бекренев Синергетика. Структура и свойства материалов. Самоорганизующиеся технологии: Тез. Докл. - М.: ИМЕТ им. A.A. Байкова РАН, 1996. - с. 14.

68. Лясников В.Н. Свойства плазменных титановых покрытии. Обзоры по электронной технике. Сер. Технология, орг. Пр-ва и оборудование / В.Н. Лясников, A.A. Курдюмов. М.: ЦНИИ «Электроника», 1983. - 71с.

69. Лясников В.Н. Свойства плазмонапыленных порошковых покрытий // Перспективны материалы. 1995. - №4. - с.61-67.

70. Лясников В.Н. Технология и свойства покрытий, получаемых плазменным напылением и используемых в производстве изделий электронной техники // Обзоры по электронной технике. - Сер. Технология, организация производства и оборудование. М.:ЦНИИ «Электроника», 1984. Вып.З/1004/.-96с.

71. Лясникова A.B. Автоматизированное оборудование для реализации электроплазменных процессов / A.B. Лясникова, В.М. Таран,

B.Н. Гамалеев // СВЧ-приборы и устройства. Микро- и наноэлектроника. Силовая электроника. Технология и материалы: Сб. тр. по материалам науч.-техн. конф. (Саратов. 14-15 февраля 2007 г.). - Саратов, 2007. - С. 156-159.

72. Лясникова A.B. Адаптивная система управления процессом плазменного напыления покрытий / A.B. Лясникова, В.М. Таран, O.A. Дударева // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2011. - № 1 (53). - С. 152-161.

73. Лясникова A.B. Анализ процесса термической активации подложки дополнительным дуговым разрядом / A.B. Лясникова, В.М. Таран,

C.М. Лисовский // Технология металлов. - 2006. - № 2. - С. 47-49.

74. Лясникова A.B. Математическое моделирование напряжений в плазмонапыленных покрытиях медицинского назначения \ A.B. Лясникова, В.М. Таран, O.A. Маркелова, O.A. Дударева, И.П. Гришина \\ Медицинская техника. - 2013. - №3 (279). - С. 28-30.

75. Лясникова A.B. Повышение качества электроплазменного напыления биопокрытий имплантатов на основе модифицирования поверхности подложки: Дис. ... канд. техн. наук. - Саратов, 2002.- 230 с.

76. Комплексное исследование структурно-морфологических параметров биосовместимых металлокерамических покрытий и их зависимости от характеристик исходных порошков и режимов плазменного напыления / A.B. Лясникова, В.Н. Лясников, И.П. Гришина, O.A. Маркелова, O.A. Дударева // Вакуумная наука и техника : материалы XIX науч.-техн. конф. с участием зарубежных специалистов, сент. 2012 г. - Судак, 2012. - С. 188-191.

77. Максимович Г.Г. Физико-химические процессы при плазменном напылении и разрушении материалов с покрытиями / Г.Г. Максимович, В.В. Шатинский, В.И. Копылов. - Киев: Наук, думка, 1983. - 264 с.

78. Мелихов А.Н. Ситуационные советующие системы с нечеткой логикой / А.Н. Мелихов, Л.С. Бернштейн, С.Я. Коровин. М.: Наука. Гл. ред. Физ.мат.ред., 1980. - 272 с.

79. Митин Б.С. Плазменное напыление покрытий с совмещенной активацией поверхности газовыми разрядами. / Б.С. Митин, В.М. Таран, Г.В. Бобров Авиационная промышленность. - 1988, №4. - с.51-54.

80. Мчедлов С.Г. Камера для газотермического нанесения покрытий с повышенной защищенностью оператора от воздействия шума / Мчедлов С.Г.// Сварочное производство.-2010,- №11.-С. 40-46.

81. Оптимизация режимов нанесения биокомпозиционных покрытий с применением дополнительных физико-химических воздействий \ И.П. Гришина, O.A. Дударева, P.P. Садыков \\ Сборник материалов Всероссийской молодежной научной школы «Инновационные проекты в стоматологии». 17 сентября 2012г. - Саратов: ООО «Издательство Научная книга», 2012. - 202 с. С. 121-124.

82. Пат.2225380 Российская Федерация, МПК С 04 В 35/16, С 04 В 35/64. Способ получения пористой биокерамики / Погребенков В.М., Шумкова В.В., патентообладатель томский политехнический университет. -№2002116349/03. заявл. 17.06.02, опубл. 10.03.04.

83. Пат.2260071 Российская Федерация, МПК7 С 23 С 4/04, С 23 С 4/12. Способ нанесения теплозащитного эрозионно стойкого покрытия / Балдаев Л.Х., Лупанов В.А., Шестеркин Н.Г., Шатов А.П., Зубарев Г.И., Гойхенберг М.М., патентообладатель Балдаев Лев Христофорович. -№2004128749/02. заявл. 30.09.04, опубл. 10.09.05.

84. Пат.2283364 Российская Федерация, МПК С 25 С 4/12. Способ плазменного напыления покрытий / Бекренев Н.В., Лясников В.Н., Трофимов Д.В., патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ). - №2004132666/02. заявл. 09.11.04, опубл. 10.05.06

85. Пат.2291918 Российская Федерация, МПК С 25 D 11/26. Кальций-фосфатное покрытие на титане и титановых сплавах и способ его нанесения / Шашкина Г.А., Шаркеев Ю.П., Колобов Ю.Р., Карлов A.B., патентообладатель Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН). -№2005116663/02. заявл. 31.05.05, опубл. 20.01.07.

86. Пат.2294398 Российская Федерация, МПК С 23 С 28/00. Способ получения защитного покрытия на поверхности металла / Чавчанидзе А.Ш., Макарова B.C., Нефедов O.A., патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" Министерства образования Российской Федерации. - №2006108696/02. заявл. 21.03.06, опубл. 27.02.07.

87. Пат.2338810 Российская Федерация, МПК С 23 С 4/12. Способ плазменного напыления покрытий (варианты) / Гизатуллин С.А., Галимов Э.Р., Даутов Г.Ю., Хазиев P.M., Гизатуллин P.A., Беляев A.B., патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический

университет им. А.Н. Туполева. - №2006140563/02. заявл. 16.11.06, опубл. 20.11.08.

88. Пат.2353703 Российская Федерация, МПК С 23 С 4/04. Способ получения композиционного покрытия на основе алюминиевых сплавов / Курганова Ю.А., Байкалов К.А., патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет". №2007110241/02. заявл. 20.03.07, опубл. 27.04.09.

89. Пат.2385740 Российская Федерация, МПК А 61 L 27/54. Биоактивное покрытие на имплантате из титана и способ его получения / Легостаева Е.В., Шаркеев Ю.П., Толкачева Т.В., Толмачев А.И., Уваркин П.В., патентообладатель Учреждение Российской академии наук Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН (ИФПМ СО РАН). -№2008137320/15. заявл. 17.09.08, опубл. 10.04.10.

90. Пат.2386454 Российская Федерация, МПК А 61 L 31/08. Биоактивное покрытие на имплантате из титана и способ его получения / Родионов И.В., Серянов Ю.В., Бутовский К.Г., Гоц И.Ю., Попова С.С., патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ). - №2008140821/15. заявл. 14.10.08, опубл. 20.04.10.

91. Пат.2401129 Российская Федерация, МПК А 61 L 27/30. Покрытия из наноматериалов для остеоинтегрируемых биомедицинских протезов / Биньоции Карло Альберто, Каринчи Франческо, Карамори Стефано, Диссете Валерия, патентообладатель ЭнЭм ТЕК ЛТД. НАНОМАТЕРИАЛЗ ЭНД МАЙКРОДЕВАЙСЕЗ ТЕКНОЛОДЖИ (GB). -№2008149121/15. заявл. 14.06.06, опубл. 10.10.10.

92. Пат.2417107 Российская Федерация, МПК А 61 L 27/30. Способ нанесения гидроксиапатитового покрытия на имплантаты / Родионов И.В., патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ). - №2009145196/15. заявл. 08.12.09, опубл. 27.04.11.

93. Пат.2423150 Российская Федерация, МПК А 61 L 27/06. Кальций-фосфатное биологически активное покрытие на имплантате и способ его нанесения / Твердохлебов C.B., Игнатов В.П., Степанов И.Б., Сивин Д.О., Шахов В.П., патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский политехнический университет". - №2009143206/15. заявл. 23.11.09, опубл. 10.07.11.

94. Пикалов В.В. О некоторых проблемах диагностики низкотемпературной плазмы / В.В. Пикалов, Н.Г. Преображенский // Свойства низкотемпературной плазмы и методы ее диагностики. Новосибирск: Наука, 1977. С. 138-176.

95. Плазменные ускорители / Под ред. J1.A. Арцимовича. - М.: Машиностроение, 1973.

96. Полак JI.C. исследование взаимодействия частиц порошка с потоком плазмы в сопле / JI.C. Полак, Н.С. Суворов // Физика и химия обраб. материалов.- 1969, №2. С. 13-24.

97. Попов В.Ф. Ионно-лучевые установки. - JI.: Энергоатомиздат, 1981.- 136 с.

98. Попов Э.В. Экспертные системы. М.: Наука, 1987. - 288с.

99. Проектирование электроплазменных технологий и автоматизированного оборудования / В.М. Таран, С.М. Лисовский, A.B. Лясникова. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Е. Баумана, 2005. - 256 с.

100. Протасова Н.В. Выбор параметров покрытий и технологических режимов при электроплазменном напылении / Н.В. Протасова, O.A. Дударева // Вестник Саратовского государственного технического университета. -2011. -№ 1 (53). - С. 85-88.

101. Протасова Н.В. Технологическое обеспечение качества плазменных покрытий на основе применения комбинированных физико-

технических методов активации поверхности / Н.В. Протасова, В.М. Таран, A.B. Лясникова, O.A. Дударева, И.П. Гришина. - М.: Спецкнига, 2012. - 354 с.

102. Пузряков А.Ф. Перспективные направления исследований газотермических технологий нанесения покрытий / А.Ф. Пузряков // Сварочное производство,- 2010.-№7.-С. 18-24.

103. Радюк А.Г. Создание и исследование газопламенных покрытий на меди с использованием термической обработки в защитной среде / А.Г. Радюк, А.Е. Титлянов // Технология металлов.- 2011.- №5.- С. 40-44.

104. Радюк А.Г. Создание и исследование диффузионных слоев на основе меди с использованием смесей газопламенных покрытий / А.Г. Радюк, А.Е. Титлянов, Л.М. Глухов // Технология металлов.- 20Ю.-№9.- С. 37-40.

105. Райзер Ю.П. Основы современной физики газоразрядных процессов. М.: Наука, 1980. -415с.

106. Рыкалин H.H. Теплофизика плазменного напыления, наплавки, резки и сфероидизации / H.H. Рыкалин, И.Д. Кулагин, М.Х. Шоршоров и др. М.:Наука, 197. С. 66-84.

107. Солоненко О.П. Совместный физический и вычислительный эксперимент и проблемы плазмодинамики дисперсных струйных систем // Гидромеханика и тепломассообмен в технологии получения материалов / Под ред. B.C. Авдуевского и В.И. Полежаева. М.: Наука, 1990. С. 224-239.

108. Солоненко О.П. Теплофизика и гидродинамика взаимодействия расплавленной частицы с основой при газотермическом нанесении покрытий / О.П. Солоненко, А.И. Федорченко // Тр. совещ. «Теоретические и экспериментальные проблемы взаимодействия частиц с поверхностью». Киев: ИСМ АН УССР, 1988. С. 15-25.

109. Сурис А.Л. Плазмохимические процессы и аппараты. М.: Химия, 1989.-304 с.

110. Таран В.М. Автоматизация измерения прочности сцепления покрытия с основой применительно к изделиям сетчатой структуры /

B.М. Таран, A.B. Лясникова, P.C. Великанов // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2010. - № 3 (48). - С. 90-94.

111. Таран В.М. Гибкая система управления распределением ресурсов для решения научно-технических задач / В.М. Таран, С.М. Лисовский, Н.В. Протасова и др. Вестник Саратовского государственного технического университета, №1(2), 2004. - С.108-113.

112. Таран В.М. Методология адаптивного проектирования вакуумно-плазменных технологий и автоматизированного оборудования [Рукопись]: Дис..док.техн.наук:Спец.05.13.07-Автоматизация технологических процессов и производств (в машиностроении) / СГТУ. - Саратов, 1999. - 305 с.

ИЗ. Таран В.М. Моделирование нечетких знаний при исследовании вакуумно-плазменных технологий / В.М. Таран, С.М. Лисовский, Д.В. Мерин и др. Проектирование и техническая диагностика автоматизированных комплексов: Сб. тр. - Саратов: Изд-во Сарат. Ун-та, 1997. - с.5-12.

114. Таран В.М. Обзоры по электронной технике: оборудование для плазменной обработки материалов изделий электронной техники / В.М. Таран. В.И. Орлов // М.: 1987, вып. 16, сер. 7. - 50 с.

115. Таран В.М. Очистка поверхностей изделий перед напылением газовыми разрядами / В.М. Таран, Б.С. Митин, Г.В. Бобров и др. Теория и практика газотермического нанесения покрытия покрытий,- Дмитров, 1983.

116. Таран В.М. Плазменное оборудование для обработки материалов биомедицинского назначения / В.М. Таран, A.B. Лясникова, С.М. Лисовский и др. Современные проблемы имплантологии : Сб. науч.тр. - Саратов: Изд-во СГТУ, 2004. - с. 70-78.

117. Таран В.М. Система адаптивного проектирования вакуумно-плазменных технологий и автоматизированного оборудования / В.М. Таран,

C.М. Лисовский. Управляющие и вычислительные комплексы в машиностроении и приборостроении: Сб. тр. - Саратов: Изд-во Сарат. Ун-та, 1999. - с.96-99.

118. Таран В.М. Системный подход к проектированию вакуумно-плазменных технологий и оборудования с использованием методов искусственного интеллекта / В.М. Таран, С.М. Лисовский, Д.В. Мерин и др. Проектирование и технологическая диагностика автоматизированных комплексов: Сб. тр. - Саратов: Изд-во Сарат. Ун-та, 1997. - с.61-69.

119. Теоретические основы разработки плазменных технологий и оборудования: монография / В.М. Таран, A.B. Лясникова, O.A. Дударева, И.П. Гришина, O.A. Маркелова. Днепропетровск: ФОП Середняк Т.К, 2014. -880 с.

120. Теория термической электродуговой плазмы. 4.2.нестационарные процессы и радиационный теплообмен в термической плазме / Под. ред. М.Ф. Жукова, A.C. Коротеева. Новосибирск: Наука, 1987. С.212-270.

121. Углов A.A. Высококонцентрированные источники тепла в обработке неорганических материалов // Физика и химия обраб. материалов. 1976. №3. С. 3-15.

122. Углов A.A. Нагрев дисперсного материала в неизотермическом потоке газа / A.A. Углов, С.С. Ермаков, A.M. Шмаков, Е.М. Иванов // Физика и химия обраб. материалов. 1984. № 2. С. 35-40.

123. Урюков Б. А. Проблемы взаимодействия частиц с поверхностью // Теоретические и экспериментальные проблемы взаимодействия частиц с поверхностью. Киев: ИСМ АН УССР, 1988. С. 4-14.

124. Фролов В.А. Влияние состава плазменного газа на свойства покрытий при атмосферном напылении / В.А. Фролов, Б.В. Рябенко, А.О. Митин // Технология машиностроения.- 2011.- №9.- С.- 46-49.

125. Фролов В.А. Напыление покрытий с подачей в плазменную струю водных растворов различных соединений / В.А.Фролов, В.А.Поклад, Б.В.Рябенко, Д.Л.Козлов, А.В.Зимарева // Технология машиностроения.-2010.- №9.- С. 37-40.

126. Харламов Ю.А. Влияние скорости и температуры частиц на динамику и теплофизику их взаимодействия с поверхностью детали при

газотермическом нанесении покрытий // Теоретические и экспериментальные проблемы взаимодействия частиц с поверхностью. Киев: ИСМ АН УССР, 199. С. 25-33.

127. Хлытчиев С.М. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов / С.М. Хлытчиев, А.С. Воротцов, И.А. Захаров. -М.: Радио и связь, 1985.-288 с.

128. Хромов В.Н. Повышение микротвердости покрытий при газопламенном напылении / В.Н. Хромов, В.Н. Коренев, В.В. Барабаш// Сварочной производство.-2010.-№7.-С. 23-28.

129. Хромов В.Н. Физико-механические свойства покрытий при напылении водородно-кислородным пламенем / В.Н. Хромов, В.Н. Корнеев, В.В. Барабаш // Сварочное производство.- 2011.- №2.- С. 40-42.

130. Цветков Ю.В. Низкотемпературная плазма в процессах восстановления / Ю.В. Цветков, С.А. Панфилов. - М.: Наука, 1980. - 359 с.

131. Шоршоров М.Х. Состояние и перспективы развития нанесения покрытий распылением / М.Х. Шоршоров, В.В. Кудинов, Ю.А. Харламов // Физика и химия обраб. материалов. 1977. № 5. С. 13-24

132. Юдаев Б.Н. Теплообмен при взаимодействии струй с преградами / Б.Н. Юдаев, М.С. Мизайлов, В.К. Савин. - М.: Машиностроение, 1977. -247 с.

133. Явтушенко И.О. Пузырьковое экранирование поверхности электрода, предшествующее плазменному разряду / И.О. Явтушенко, A.M. Орлов, О.М. Яковлев // Технология металлов.- 2010.- №11.- С. 32-36.

134. Ecker С. Electrode components of the arc discharge // Ergeb. Exakt. Naturwiss. -1961, Vol.33, № 1, P. 11-15

135. J.Shivakumar Characteristic evaluation of mechanical properties Of plasma sprayed ceramic coating / J.Shivakumar , K.Sadashivappa, Y.Vrushabhendrappa. Proceedings of the International Conference on Mechanical Engineering 2003 (ICME2003) 26-28 December 2003, Dhaka, Bangladesh

136. Kimblin C.W. Anode phenomena in vacuum and atmospheric pressure arcs // IEEE Trans. Plasma Sci. 1974. Vol.2, №4, P.310-319.

137. Lyasnicov V.N. Properties of Plasma-sprayed Powder Coatings / V.N. Lyasnikov // Journal of Advanced Materials. - 1994. - Vol. 1 (4). - P. 381-387.

138. Lyasnikov V.N. Hydrogen Permeation of Metals with Plasma-Sprayed Powder Coatings / V.N. Lyasnikov // Journal of Advanced Materials. 1995. - № 4. -P. 381-387.

139. Lyasnikova A.V. Mathematical Modeling of Stress in Plasma Coatings Used in Medicine / A.V. Lyasnikova, V.M. Taran, O.A. Markelova, O.A. Dudareva, LP. Grishina // Biomedical Engineering, Vol.47, No.3, September, 2013, pp.142-145.

140. Lyasnikova A.V. The application of plasma sprayed coatings in the manufacture of dental implants / A.V. Lyasnikova, N.V. Protasova // 22nd European Conference on Surface Sciens «ECOSS 22» September 7-12, 2003 Praha, Czech Repablic.

141. Modeling of the strength properties of plasma coatings YA.V. Lyasnikova, V.M. Taran, O.A. Markelova, O.A. Dudareva, I.P. GrishinaWInnovative technologies in the manufacture and in higher education: International scientific and technical conference, May 16-17, Andijan, Uzbekistan.-2013 .-p.8 8-91.

142. Pawlowski L. Optimisation of parameters in the plasma spraying // Surfacing J. 1980, Vol. 11, № 3, P. 8-16.

143. Robert Eriksson High-temperature degradation of plasma sprayed thermal barrier coating systems. Linkoping, April 2011. - 57 P.

144. Statistical modeling of the porous structure of plasma coatings \A.V. Lyasnikova, V.M. Taran, O.A. Markelova, O.A. Dudareva, I.P. GrishinaWInnovative technologies in the manufacture and in higher education: International scientific and technical conference, May 16-17, Andijan, Uzbekistan.-2013.-p.86-88.

145. Tanya. J. Levingstone Optimisation of Plasma Sprayed Hydroxyapatite Coatings. Ph. D, Dublin City University, Ireland, 2008. - 256 P.

146. The technological improvement of plasma spraying of powder coating / A.V.Lyasnikova, LP. Grishina, V.M. Taran, N.V. Protasova, O.A. Dudareva // 6th International Conference on «Materials Science and Condensed Matter Physics», (September 11-14, 2012, Chisinau). - Chisinau, Elan Poligraf. 2012 - P. 278.

147. Upgrading of technology of plasma spraying of powder coating / Liasnikova A. V., Grishina I. P., Taran V.M., Dudareva O. A. // Proceeding of the International scientific-practical conference: «Modern materials, equipment and technologies in mechanical engineering». - Andijan.: 2012. - p. 108-109.