 |
1.3. Газофазні покриття. 1.4. Композиційні електролітичні покриття
|
|
|
|
1. 3. Газофазні покриття
Хімічне осадження з парової (газової) фази є процесом, в якому стійкі тверді продукти реакції утворюються та ростуть на поверхні основи у середовищі, де відбуваються хімічні реакції (дисоціація, відновлення і таке інше) - СVD-процеси.
Рис. 1. 5. Розподіл алюмінію, цирконію і кисню та схема утворення структур градієнтної перехідної зони:
1 - основа; 2- β -фаза; 3- Аl2O3; 4- Аl2O3+ZrО2; 5- ZrО2(Y2О3)
Вихідними продуктами є газоподібні галогеніди, карбоніли чи металоорганічні сполуки, при розкладанні чи взаємодії котрих з іншими газоподібними складовими сумішей (воднем, аміаком, вуглеводнями, оксидом вуглецю та ін. ) можуть створюватися й осаджуватися на оброблюваній поверхні потрібні матеріали.
Структура газофазних покриттів може бути трьох типів, які є наслідком отримання покриттів при певному температурному режимі (низько-, середньо- і високотемпературному). Інтервал кожного з режимів залежить від природи осаджених матеріалів і в більшості випадків відповідає приблизно 0, 1; 0, 2; 0, 3 температури їх плавлення (рис. 1. 6).
Поверхня покриттів, отриманих у низькотемпературній області, цілком складається з крупних сфероїдів. Чим вище швидкість подачі пари металомісткої сполуки, тим при більш низькій температурі утворюються крупні сферичні формування металу на поверхні покриття.
У середньотемпературній області поверхня металевих покриттів має сфероїди другого типу з розмірами в 5... 10 разів менше, ніж розміри сфероїдів, які отримані в низькотемпературній області.
У високотемпературній області поверхня металевих покриттів складається з хаотично орієнтованих дуже малих кристалів, розміри котрих в 10... 15 разів менше, ніж розміри сфероїдів другого типу.
|
|
|
Таким чином, підбираючи технологічні параметри процесу, можна отримувати газофазні металеві покриття з потрібним рельєфом поверхні.
Рис. 1. 6. Морфологія поверхні газофазних покриттів, отриманих при низькотемпературному(а), середньотемпературному (б) і високотемпературному (в) режимах
1. 4. Композиційні електролітичні покриття
Композиційні електролітичні покриття (КЕП) - це покриття, які отримані гальванічним методом і складаються з металевої матриці і тонко-дисперсних часток другої фази, розподілених в її об'ємі. Розмір таких частинок коливається у межах 0, 01... 50 мкм, кількість - від 1 до 50 об'ємних відсотків.
Як дисперсну фазу використовують порошки окремих елементів, але найчастіше застосовують хімічні сполуки на органічній чи неорганічній основі - безкисневі тугоплавкі сполуки, оксиди, полімери та ін.
Тонкодисперсні частинки в необхідній кількості вводять в електрохімічні ванни. У процесі електролізу частинки осаджуються на катоді і зарощуються іонами металів, що виділяються на катоді. Залежно від властивостей і кількості дисперсної фази (КЕП) можуть мати високі значення твердості і зносостійкості, жароміцності, жаро- і корозійної стійкості, анти- і фрикційні властивості та інші необхідні експлуатаційні характеристики.
Композиційні комбіновані електролітичні покриття поділяються на одношарові (рис. 1. 7 а) і багатошарові (рис. 1. 7 б, в).
У свою чергу, за характерними ознаками і призначенням КЕП поділяють на моно - і поліметалеві, моно - і полікомпозиційні, тонко - і товстошарові, моно - і поліфункціональні.
Структура одно- і багатошарових КЕП залежить від багатьох факторів: розміру частинок другої фази, їх взаємного розташування, природи частинок (хімічного складу, електропровідності, міцності) і режиму електролізу.
Встановлено, що чим більше розмір частинок, тим менша їх кількість вкорінюється в осад.
|
|
|
Рис. 1. 7. Композиційне комбіноване електролітичне покриття:
1 - матеріал основи; 2 - композиційне покриття
Наприклад, при отриманні КЕП на основі нікелю при зміні розміру частинок від 1 до 10 мкм вміст часток в осаду знижується в два-три рази. Крім того, частинок в осаду тим більше, чим вище їх електропровідність і чим вони легше та твердіше.
|
|
|
