 |
Разработка теоретических основ технологии.
|
|
|
|
На основании проведенных исследований был разработан инновационный проект “Технология получения упрочняющих коррозионностойких покрытий из сплавов группы железа с вольфрамом”, в рамках сотрудничества между ПГУ им. Т.Г. Шевченко и технопарком «Сколково», который в настоящее время проходит экспертизу. Ниже приводится описание этого проекта.
Название проекта
Технология получения упрочняющих коррозионностойких покрытий из сплавов металлов группы железа с вольфрамом
Краткое резюме проекта (5 предложений) с указанием имеющихся наработок и основных целей развития проекта
Проект направлен на разработку воспроизводимой экологически чистой технологии получения упрочняющих коррозионностойких покрытий сплавами металлов группы железа с вольфрамом, как альтернативы технологии хромирования, и на последующую коммерциализацию и пилотное внедрение разработанной технологии совместно с заинтересованными потребителями. В технологическом процессе предполагается контроль и поддержание ряда критических параметров и соотношения между ними.
b. Телефон +373069065484 (моб)Дикусар А.И.
Опишите проблему, на решение которой направлен проект 4000 символов
Получение упрочняющих и коррозионностойких покрытий является продолжающимся трендом современного материаловедения. Эффективным методом решения подобной задачи является использование электрохимических методов. Электрохимическое материаловедение-один из наиболее развивающихся в настоящее время разделов материаловедения, поскольку, являясь относительно дешевыми, электрохимические методы позволяют управлять не только составом, но и структурой покрытия.
|
|
|
В настоящее время основным процессом, решающим подобного рода задачи (упрочнения поверхности, повышения ее коррозионной стойкости и др.), является процесс электрохимического хромирования. Однако, этот процесс является экологически вредным. Следствием этого были, в частности, несколько директив Европейской комиссии, запрещающих или ограничивающих использование этой технологии на территории Европейского Союза [1, 2]. Также, в США существует программы стратегических исследований в области защиты окружающей среды (Strategic Environmental Research and Development Program (SERDP) and Environmental Security Technology Certification Program (ESTCP)) одной из задач которых является поиск материалов для замены электролитического хрома.
Вследствие этого в различных странах осуществляется поиск электрохимических систем, на основе которых возможно создание промышленной технологии, способной заменить процесс хромирования [3,4].
Одним из вариантов решения задачи является разработка технологии получения упрочняющих коррозионностойких покрытий с использованием сплавов металлов подгруппы железа (Fe,Co,Ni) с вольфрамом. Электроосаждение подобных покрытий относится к категории аномального электроосаждения [5]. Механизм подобных процессов является предметом активных научных дискуссий, что может служить подтверждением актуальности подобной проблемы. Дополнительным стимулом исследований и разработок в этом направлении является то, что электролиты используемые (пока еще в исследовательской практике), являются существенно более экологически чистыми в сравнении с традиционно применяемыми в процессах электроосаждения. Как правило, это цитратные и глюконатные растворы.
Как показано в ряде работ [3,4] микротвердость таких материалов может достигать 1000 кГ/мм2, а коэффициент трения быть меньше чем 0,1. Неоднократно отмечалась высокая коррозионная стойкость получаемых покрытий [3-5]. В то же время достигаемые в этих работах значения микротвердости, могут существенно варьировать [4], что объясняется недостаточно контролируемыми условиями проведения эксперимента.
|
|
|
Таким образом, в настоящее время проводится большое количество исследований, посвященных различным аспектам применения технологии получения покрытий из сплавов металлов группы железа с вольфрамом при решении различных задач: получение упрочняющих покрытий, улучшение магнитных свойств, повышение коррозионной стойкости, повышение каталитической способности в реакции получения водорода. Обзору этих исследований посвящены работы [4, 5]. Однако все эти исследования находятся пока на этапе лабораторных технологий и не перешли на уровень промышленных технологий. Одним из главных недостатков этих технологий является плохая воспроизводимость и неопределенность критических параметров процесса.
Свидетельством того, что, несмотря на свои очевидные преимущества, электроосаждение металлов группы железа с тугоплавкими металлами до настоящего времени не перешли уровня лабораторных технологий, являются данные публикаций последнего времени [5,9,10].
Очевидно, что применительно к получению покрытий из металлов группы железа с тугоплавкими металлами промышленная технология в настоящее время по существу отсутствует. Это является следствием нерешенности следующих проблем: зависимости механических свойств поверхности от способа приготовления электролита, отсутствия данных об оптимальном использовании растворимого анода (анодов), что положительно влияет на работоспособность электролита, зависимости механических свойств от объемной плотности тока.
Приведите ссылки на исследования и материалы, подтверждающие актуальность заявленной проблемы (ссылки на электронные версии) в комментарии указать названия
1.Directive 2000/53/EC of the European Parliament and of the Council of 18 September 2000 on end-of life vehicle// Official Journal of the European Communities 2000 L 269. P.34-42/
Directive 2002/95/EC of the European Parliament and of the Council of 27 January on the restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment // Official Journal of the European Union 2003 L 37. P.19-23.
Weston D.P., Shipway P.H., Harris S.J., Cheng M.K. Friction and Sliding Wear Behavior of Electrodeposited Cobalt and Cobalt-Tungsten Alloy Coatings for Replacement of Electrodeposited Chromium// Wear. 2009.v.267. P.934-943.
|
|
|
TsyntsaruN.,Cesiulis H., Donten M., Sort J., Pelliser E., Podlaha-Murphy E.J. Modern Trends in Tungsten Alloys Electrodeposition with Iron Group Metals //Surf.Eng.Appl.Electrochem. 2012. v.48 (6). P.491-520.
Eliaz N., Gileadi E. Induced Codeposition of Alloys of Tungsten, Molybdenum and Rhenium with Transition Metals, In: Modern Aspects of Electrochemistry, 42, Springer, New York, 2008. P.191-301
Silkin S.A., Gotelyak A.V., Tsyntsaru N.I., Dikusar A.I. Size Effect of Microhardness of Nanocrystalline Co-W Coatings Produced from Citrate and Gluconate Solutions // Surf.Eng.Appl.Electrochem. 2015, v.51(3),P.228-234.
Патент №460 «Способ получения нанокристаллическихкобальт-вольфрамовых (Co-W) покрытий» ПМР (14.07.2014). (Ж.И. Бобанова, А.И. Шульман, Е.А. Яхова, С.А. Силкин, И.В. Яковец, А.И. Дикусар)
|
|
|
