ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫХ СПЛАВОВ

  • Михаил Михайлович Криштал Тольяттинский государственный университет
  • Павел Валентинович Ивашин Тольяттинский государственный университет
  • Антон Викторович Полунин Тольяттинский государственный университет
  • Евгений Дмитриевич Боргардт Тольяттинский государственный университет
  • Андрей Яковлевич Твердохлебов Тольяттинский государственный университет
Ключевые слова: микродуговое оксидирование, силумин, наночастицы, диоксид кремния, оксидный слой, микротвердость, износостойкость, теплопроводность

Аннотация

Работа посвящена улучшению процесса микродугового оксидирования наиболее применяемых литейных алюминиевых сплавов – алюминиево-кремниевых сплавов (силуминов). На силуминах АК6М2 и АК9пч методом микродугового оксидирования были получены образцы оксидных слоев, синтезированные в электролите базового состава и с добавкой в электролит небольшого количества наноразмерного порошка диоксида кремния SiO2. Проведены экспериментальные исследования производительности процесса микродугового оксидирования, поперечной структуры полученных оксидных слоев, их фазового состава, морфологии поверхности, микротвердости, трибологических и теплоизоляционных характеристик. Обнаружено, что при введении в состав электролита наноразмерного порошка диоксида кремния SiO2 существенно повышается производительность процесса микродугового оксидирования. Оксидные слои, сформированные в модифицированном наночастицами диоксида кремния электролите, обладают улучшенной поперечной макроструктурой и микрорельефом по сравнению с базовым вариантом. Обнаружено увеличение содержания в оксидном слое высокотемпературных прочных фаз при одновременном снижении содержания метастабильных и низкотемпературных фаз. Установлено повышение микротвердости и износостойкости оксидных слоев, а также значительное снижение теплопроводности оксидных слоев, синтезированных в электролите с добавками наночастиц диоксида кремния.

Биографии авторов

Михаил Михайлович Криштал, Тольяттинский государственный университет
доктор физико-математических наук, профессор кафедры «Нанотехнологии, материаловедение и механика», ректор
Павел Валентинович Ивашин, Тольяттинский государственный университет
кандидат технических наук, начальник НИО-4, доцент кафедры «Энергетические машины и системы управления»
Антон Викторович Полунин, Тольяттинский государственный университет
младший научный сотрудник НИО-4
Евгений Дмитриевич Боргардт, Тольяттинский государственный университет
лаборант-исследователь НИО-4
Андрей Яковлевич Твердохлебов, Тольяттинский государственный университет
младший научный сотрудник НИО-4

Литература

1. Белов Н.А., Савченко С.В., Белов В.Д. Атлас микроструктур промышленных силуминов. М.: МИСиС, 2009. 204 с.
2. Плазменно-электролитическое модифицирование поверхности металлов и сплавов. Т. 2 / под ред. И.В. Суминова. М.: Техносфера, 2011. 512 с.
3. Криштал М.М., Рюмкин М.О. Влияние исходной структуры A1-Si сплавов на свойства получаемых методом микродугового оксидирования оксидных слоев и торможение частицами кремния роста оксидного слоя // Материаловедение. 2008. № 12. С. 50–61.
4. Dehnavi V., Luan B., Shoesmith D., Liu X.Y., Rohani S. Effect of duty cycle and applied current frequency on plasma electrolytic oxidation (PEO) coating growth behavior // Surface & Coatings Technology. 2013. V. 226. P. 100–107.
5. Monfort F., Berkani A., Matykina E., Skeldon P., Thompson G.E., Habazaki H., Shimizu K. Development of anodic coatings on aluminium under sparking conditions in silicate electrolyte // Corros. Sci. 2007. Vol. 49. № 2. P. 672–693.
6. Руднев В.С., Ваганов-Вилькинс А.А., Яровая Т.П., Недозоров П.М. Способ получения композитных полимер-оксидных покрытий на вентильных металлах и их сплавах: патент РФ № 2483144, 16.12.2011.
7. Мамаев А.И., Бутягин П.И. Способ получения оксидных каталитически активных слоев и каталитически активный материал, полученный данным способом: патент РФ № 2152255, 14.07.1998.
8. Matykina E., Arrabal R., Skeldon P. Incorporation of zirconia nanoparticles into coatings formed on aluminum by AC plasma electrolytic oxidation // Journal of Applied Electrochemistry. 2008. Vol. 38. № 10. P. 1375–1383.
9. Полунин А.В., Ивашин П.В., Растегаев И.А., Боргардт Е.Д., Криштал М.М. Исследование износостойкости оксидных слоев, сформированных микродуговым оксидированием на силумине АК9ПЧ в модифицированном наночастицами диоксида кремния электролите // Деформация и разрушение материалов. 2015. № 2. С. 21–25.
10. Рудяк В.Я., Белкин А.А., Томилина Е.А. Сила, действующая на наночастицу в жидкости // Письма в ЖТФ. 2008. Т. 34. № 2. С. 69–74.
11. Кульчин Ю.Н., Витрик О.Б., Дзюба В.П., Краева Н.П. Релаксация скорости неравновесных наночастиц в жидкости // Письма в ЖТФ. 2011. Т. 37. № 12. С. 58–66.
12. Мартыненко Ю.В., Нагель М.Ю., Орлов М.А. Наночастица в плазме // Физика плазмы. 2009. Т. 35. № 6. С. 542–546.
13. Бардаханов С.П., Лысенко В.И., Номоев А.В., Труфанов Д.Ю. Керамика из нанопорошков и ее свойства // Стекло и керамика. 2008. № 12. С. 10–13.
14. Криштал М.М., Ивашин П.В., Павлов Д.А., Полунин А.В. О теплопроводности оксидных покрытий, полученных методом микродугового оксидирования на силумине АК9ПЧ // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2012. № 4. С. 169–172.
15. Чукин Г.Д. Строение оксида алюминия и катализаторов гидрообессеривания. Механизмы реакций. М.: Принта, 2010. 288 с.
16. Стрелов К.К., Мамыкин П.С. Технология огнеупоров. 3-е изд. М.: Металлургия, 1978. 376 с.
17. Бардаханов С., Завьялов А., Зобов К., Лысенко В., Номоев А., Обанин В., Труфанов Д. Определение коэффициента теплопроводности нанопорошков диоксида кремния // Наноиндустрия. 2008. № 5. С. 24–27.
Опубликован
2015-06-30
Раздел
Технические науки

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 3 > >>