Анализ влияния предварительной механической активации поверхностного слоя на адгезионные характеристики поверхности металла системы «подложка-покрытие»
Автор: Морозов О.И., Титов Ю.А., Мишов Н.В., Морозов Д.И., Родионов Д.А.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Машиностроение и машиноведение
Статья в выпуске: 6 т.26, 2024 года.
Бесплатный доступ
В статье предложена новая концепция теории адгезии, в основе которой находится анализ энергетического состояния поверхностного слоя субстрата (подложки). Представлены результаты исследований по анализу и выявлению природы и механизмов адгезионных сил, а также характера изменения энергетического потенциала контактирующих фаз системы «подложка-покрытие» при комплексном анализе феноменологических процессов структурирования зёренной межфазной поверхности в процессе реализации предварительной механической активации с использованием схем нагружения, характерных для процессов ОМД. Предложен и выявлен характер и вклад в процесс влияния характеристик структурно-деформированных составляющих субстрата/подложки, их морфологии, влияния качества поверхности межзёренного контакта на величину поверхностной энергии (показатель Гиббса), а также уровня поверхностного натяжения , определяющего характер смачивания поверхности субстрата и протекания адгезионных явлений механической активации его поверхностного слоя. Предложена методика фиксирования стадийности интенсивной пластической деформации с учетом структурно-деформационных характеристик модифицированной подложки и уровня накопленной деформации, исходя из дислокационного механизма холодного пластического нагружения, а также изменения структуры зерна (накопленной деформации). Предложена математическая модель изменения структуры зерна при деформационном упрочнении металла. Разработана физическая и математическая модель изменения поверхностной энергии контактирующих сред адгезионного соединения, включающего в себя модифицированный металл субстрата, в том числе, с учетом топологии контактной поверхности. Предложена математическая модель, описывающая образование устойчивых адгезионных связей системы «модифицированная подложка-покрытие».
Износостойкие покрытия, нитрид титана, подложка, пластическая деформация, механическая активация, адгезия, зерно, упрочнение, наклеп, свободная энергия, математическая модель
Короткий адрес: https://sciup.org/148330415
IDR: 148330415 | DOI: 10.37313/1990-5378-2024-26-6-56-68
Список литературы Анализ влияния предварительной механической активации поверхностного слоя на адгезионные характеристики поверхности металла системы «подложка-покрытие»
- Кротова, Н.А. Исследование физического состояния и химической активности поверхности, образованной при нарушении адгезионной связи / Н.А. Кротова // Проблемы физико-химической механики дисперсных структур и материалов. – Рига.: ЗИТАТНЕ, 1967. – С. 14-37.
- Кардашов, Д.А. Синтетические клеи / Д.А. Кардашов. – М.: Химия, 1968, 504 с.
- Дебройн, Н.А. Некоторые вопросы адгезии / Н.А. Дебройн // Химия и технология полимеров. – 1961. №6. – 126с.
- Дерягин, Б.В. Адгезия твердых тел / Б.В. Дерягин, Н.А. Кротова, В.П. Смилга. – М.: Наука, 1973. – 279 с.
- Дудчак, В.П. Теоретические предпосылки к исследованию адгезионной прочности полимерных конденсационных покрытий с основой / В.П. Дудчак // Электронная обработка материалов. – 2003, – №1. – С. 27-30
- Воюцкий, С.С. Аутогезия и адгезия высокополимеров / С.С. Воюцкий. – М.: Ростехиздат, 1960. – 216 с.
- Москвитин, Н.И. Склеивание полимеров / Н.И. Москвитин. – М.: Химия, 1968.
- Берлин, А.А. Основы адгезии полимеров / А.А. Берлин, В.Е. Басин. – М.: Химия, 1974.
- Бикерман, Я.О. Новые представления о прочности адгезионных связей полимеров / Я.О. Бикерман // Успехи химии, 1972. – Т. 41. – Вып. 8. – С. 1431-1436.
- Гуль, В.Е. Микрореологические представления об адгезии пленочных полимерных материалов / В.Е. Гуль, С.В. Генель //Адгезия и прочность адгезионных соединений. – М., 1968. – С. 30-38
- Лаврентьев, В.В. О молекулярно-кинетической трактовки зависимости адгезионной прочности / В.В. Лаврентьев // Высокомолекулярные соединения. – 1973. – №11. – С.2579-2582
- Притыкин, Л.М. О возможности оценки термодинамической гибкости макромолекул по энергии когезии их сегментов / Л.М. Притыкин, А.А. Аскадский, Е.С. Гальперн // Высокомолекулярные соединения. – 1985. – № 1. – С.24-28.
- Притыкин, Л.М. Расчет зависимости поверхностной энергии полимеров от их молекулярной массы / Л.М. Притыкин, Ю.В. Емельянов // Высокомолекулярные соединения. – 1984. – № 6. – С.433-442.
- Притыкин, Л.М. Адгезия низкомолекулярных соединений: Теория и практика / Л.М. Притыкин, А. Н. Любченко, О. Б. Селютин и др. – Междунар. инженер. акад. и др. – СПб.: НИИХ, 1998. – 346 с.
- Watanabe T. Grain boundary engineering histocal perspective and future prospeets // Mater sci USA, №6, 2011.
- Мартин, Дж. В. Стабильность микроструктуры в металлических системах / Дж. В. Мартин, Дж. Д, Доэрти, Б. Кантор. – Кембридж.: Изд. Кем. университета, 1997.
- Ауст К.Т. Энергия и структура зерен. Металлические интерфейсы / К.Т. Ауст, Б. Чармелс. – Кливленд, Огайо: ASM, 2012, – 153 с.
- Саттон А. Интерфейсы в кристаллических материалах / А. Саттон, Р.В. Баллуфи. – Оксфорд.: Изд. Оксф. университета, 2007.
- Watanabe T., Nishizawa S., Tsurekawa S. Complex inorganic solid structural stability and magnetic properties of alloys. – N. York.: Springer. 2005, 327 p.
- Качанов Л.М. Основы теории пластичности / Л.М. Качанов. – М.: Наука, 1969. – 402 с.
- Гун, Г.Я. Теоретические основы ОМД. Теория пластичности /. Г.Я. Гун. – М.: Металлургия, 1973г.
- Ильюшин, А.А. Пластичность: Основы математической теории / А.А. Ильюшин. – М.: АН СССР, 1963.
- Ильюшин, А.А. Механика сплошной среды / А.А. Ильюшин. – М.: МГУ 1990.
- Рудской, А.И. Теория и технология прокатного производства / А.И. Рудской, В.А. Лунев. – СПб.: Наука, 2005.
- Колбастников, Н.Г. Теория обработки металлов давлением. Сопротивление деформации и пластичность / Н.Г Колбастников. – СПб.: СПбГТУ, 2000, 320 с.
- Лихачев, В.А. Кооперативные деформационные процессы и локализация деформации / В.А. Лихачев, В.Е. Панин и др., – Киев.: Наукова думка, 1989.- 320 с.
- Качанов, Л.М. Основы теории пластичности / Л.М. Качанов. – М.: Наука, 1969. 420 с.
- Полухин, П.И. Физические основы пластической деформации / П.И. Полухин, С.С. Горелик, В.К. Воронцов. – М.: Металлургия, 1982. – 584 с.
- Хилл, Р. Математическая теория пластичности / Р. Хилл. – М.: Гостехиздат, 1956. – 407 с.
- Ильюшин, А.А. Упругопластические деформации / А.А. Ильюшин. – М.: Логос, 2004. – 388 с.
- Трусов, П.В. Эволюция зеренной структуры металлов и сплавов при интенсивном пластическом деформировании: континуальные модели / П.В. Трусов и др. // Вестник ПНИПУ. Механика. 2022. – №1. – С. 123-155.
- Симонов, Ю.Н. Физика прочности и механические испытания металлов / Ю.Н. Симонов, М.Ю. Симонов. – Пермь.: ПЦИПУ, 2020.
- Лычагин Д.В. Классификация и масштабная иерархия структурных элементов деформации ГЦК-монокристаллов / Д.В. Лычагин, В.А. Старченко, Ю.В. Соловьева // Физическая мезомеханника. – 2005. –№ 8. – С. 67-77.
- Кокорин, В.Н. Структурообразование в процессе консолидации порошковых материалов в присутствии жидкой фазы / В.Н. Кокорин, А.А. Скворцов, и др. // Вестник СГТУ. – 2010. – № 3.
- Кокорин, В.Н. Ротационное обратное выдавливание высокоплотных тонкостенных цилиндрических деталей из спеченных порошковых заготовок: Автореф. дисс. … канд. техн. наук: (05.03.05) / В.Н. Кокорин. – Ленингр. политехн. ин-т им. М. И. Калинина. – Л., 1988. – 15 с.
- Кокорин, В.Н. Исследование адгезионной способности модифицированной системы «подложка-покрытие» / В.Н. Кокорин, О.И. Морозов, Н.В. Мишов // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2023. – Т. 19. – № 11 (220). – С. 164-169.
