Page 10 - ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

10

Рис. 4. Структура ПЕО шару на
плазмовому покритті з Al +20%
Ni82Cr15B на підкладці з
алюмінієвого сплаву Д16.

Запропоновано емпіричну формулу для визначення критичного розміру
металевих включень R КР у пресованому зразку або газотермічному покритті з
алюмінієвого сплаву. Якщо розмір часточок перевищує критичний розмір, то
вони не розплавляються і залишаються в ПЕО шарі в незмінному вигляді. Якщо
ж він менший, то внаслідок алюмотермічних реакцій відбувається фазова
перекристалізація цих часточок і вони втілюються у ПЕО шар у вигляді
нанорозмірних включень.

 3 J cV t 
R KP  3 4 c  t ,
1 1 1
де J – енергія одиничного плазмового розряду, Дж, c – теплоємність оксиду
алюмінію, Дж/°С·грам, c – теплоємність легувальної частинки, Дж/°С·грам, V
1
3
3
– об’єм оксиду алюмінію, см ,  – густина оксиду алюмінію, г/см ,  – густина
1
3
легувальної частинки, г/см , t – температура плавлення оксиду алюмінію, °С, t
1
– температура плавлення легувальної частинки, °С.
Розраховано, що за максимальної енергії одиничного розряду 1,5 10  4 Дж
критичний розмір частинки міді ~50 мкм, нікелю – ~100 мкм.

Четвертий розділ присвячений встановленню механізмів синтезу ПЕО
шарів на легованих міддю або нікелем пресованих зразках та газотермічних
покриттях.
Механізм синтезу ПЕО шару на легованих міддю пресованих зразках та
газотермічних покриттях. На першому етапі частинки міді, що виходять хоча
б частково на поверхню покриття, розчиняються в електроліті, оскільки на їх
поверхні не формується плівка з напівпровідниковими властивостями. Про це
свідчила відсутність розрядних каналів на зразках в перші хвилини синтезу
ПЕО шарів. Після розчинення мідних частинок на поверхні покриттів запалю-
ються плазмові розряди, в яких вода електроліту розкладається на кисень та
водень. Далі відбувається синтез оксидів алюмінію та міді. На наступному етапі
відбуваються алюмотермічні реакції відновлення оксиду міді алюмінієм.
В плазмовому розрядному каналі існують атоми, молекули та радикали Al,
Al O O , O, AlO, Al O, Al O в різних агрегатних станах. Детальний термоди-
2
2
2
3,
2
2
намічний аналіз показує, що алюмотермічні реакції відновлення оксиду міді
можуть відбуватись у твердому (т), рідкому (р) та газоподібному (г) стані (рис. 5).
Крім цього для реакцій:
3CuO +2Al = Al O + 3Cu ; 3CuO +2Al = Al O + 3Cu ; 3CuO +2Al = Al O + 3Cu
т
г
г
2
р
3
2
3
г
г
г
2
3
р
г