ИФТТМТ
Институт физики твёрдого тела, материаловедения и технологий
НАН Украины

Результаты научной деятельности:

  • Одним из первых промышленных применений метода АИР была защита от атмосферной и гидридной коррозии изделий Минсредмаша. Для реализации разработанной технологии создана серия промышленных установок АИР-1(1978г.), АИР-2(1979г.), АИР-3 (1986-1990гг.) и в дальнейшем АИР-3М (2008г.), АИР-ЭЛА60 (2010г.), позволяющих наносить ионно-плазменные покрытия на основе хрома, титана, ниобия и др. материалов;
  • Показана высокая эффективность атомно-ионных покрытий на основе ниобия и углерода для защиты рабочих лопаток последних ступеней паровых турбин. Образующиеся при этом покрытия обеспечивают более чем на порядок повышение кавитационной стойкости и в несколько раз эрозионной стойкости лопаточной стали и стеллита при ускоренных каплеударных испытаниях (скорость соударения с каплями 440 м/сек). Опытная партия лопаток с разработанными покрытиями для последних ступеней паровых турбин передана на эксплуатационные испытания (ПТМЗ, г. Полтава);
  • Атомно-ионные покрытия эффективно были использованы для упрочнения режущей кромки ножей ручного пневмогидравлического инструмента типа УРГД. Было показано, что ножи из твердого сплава типа WC-Co могут быть заменены ножами из углеродистой стали с разработанными в ННЦ ХФТИ покрытиями; при этом обеспечивается более чем 10-кратное увеличение стойкости ножей по сравнению с ножами из твердого сплава;
  • Атомно-ионные покрытия успешно прошли промышленные испытания на металлургическом комбинате (МК «Криворожсталь») в качестве упрочняющих на аварийных ножах для рубки и транспортирующих валках для протяжки сортового проката (увеличение стойкости в 6 - 10 раз);
  • Метод АИР был успешно использован для нанесения жаростойких (типа Ni-Co-Cr-Al-Y) и термоизоляционных (типа ZrO2 – Y2O3) покрытий на лопатки газотурбинных двигателей повышенной мощности. Были достигнуты более высокие параметры плотности и сцепления атомно-ионных покрытий по сравнению с покрытиями, полученными методами атомного осаждения и др.;
  • В настоящее время разрабатывается экспериментальный образец установки нового поколения для плазмохимического покрытия материалов с использованием электронно-лучевого испарения и ВЧ ионизации паровой фазы на базе установки атомно-ионного распыления типа АИР с мощностью пушки до 300 кВт.

Наши услуги. Примеры:


В ИФТТМТ разработаны технологии нанесения вакуумных активированных диффузионных покрытий по следующим функциональным направлениям:

лопатки

Защита лопаток для турбин и неохлаждаемых камер сгорания из тугоплавких металлов для двигателей малой тяги ракетно-космической техники. Промышленно освоенные разработки обеспечивают стойкость изделий в продуктах сгорания топлива при температуре до 1600°C. Новые разработки позволяют поднимать максимальную температуру эксплуатации камер сгорания до 2000°C.



Защита изделий из углерод-углеродных материалов. Разработанные покрытия обеспечивают коррозионную стойкость на воздухе в статических условиях 1700°C. В стадии разработки - покрытия, жаростойкие до 2000°C.



углеродные материалы

Создание нагревателей для высокотемпературных атмосферных печей (с температурой эксплуатации до 1900...2000°C), основу которых составляют Mo-W сплавы с защитными покрытиями. Особенностью таких нагревателей является высокая стойкость к термическим раскачкам в режиме включение-выключение (более 50 термораскачек). Технология промышленно освоена.



Упрочнение режущего и обрабатывающего инструмента из твердого сплава типа WC-Co, используемого для резания труднообрабатываемых вязких сталей и сплавов.



защита тиглей, труб

Защита тиглей, труб и различной оснастки от взаимодействия с жидкими металлами (в том числе, драгоценными, и алюминием). Разработки успешно прошли опытную апробацию.



Упрочнение изделий из твердого сплава типа WC-Co, в том числе конструкционных элементов различных устройств, используемых при изготовлении искусственных алмазов. Разработки успешно освоены в промышленности.



антикоррозионные покрытия

Износостойкие и антикоррозионные покрытия для различных пар трения, в том числе, для подшипников скольжения, упорных колец и валов, изготовленных из дешевых низкоуглеродистых сталей; для крыльчаток насосов, используемых при перекачке нефти и газа. Разработки прошли опытно-промышленные испытания.



Антикоррозионные покрытия для защиты постоянных высококоэрцетивных магнитов типа Nd-Fe-B.


вопросы атомной науки

Публикации:

2013 год

Статьи в зарубежных издательствах:
  1. A. A. Andreev, V. M. Beresnev, M. A. Volosova, S. N. Grigoriev, D. A. Kolesnikov, A. D. Pogrebnyak, I. V. Serdyuk, O. V. Sobol’, and P. V. Turbin. Tribological Characteristics of Nanocomposite Vacuum–Plasma Ti–Hf, Ti–Hf–N, and Ti–Hf–Si–N Coatings // Journal of Friction and Wear, 2013, Vol. 34, No. 3, pp. 175–182. © Allerton Press, Inc., 2013
  2. V. Belous, V. Vasyliev, A. Luchaninov, V. Marinin, E.Reshetnyak, V.r Strel'nitskij, S.Goltvyanytsya, V.Goltvyanytsya. Cavitation and abrasion resistance of Ti-Al-Y-N coatings prepared by the PIII&D technique from filtered vacuum-arc plasma// Surface & Coatings Technology 223 (2013) .– Р. 68-74.
  3. Marchenko I. G., Marchenko I. I., Diffusion in the systems with low dissipation: Exponential growth with temperature drop// Europhisics Letters.–2012.–Vol.100.–Р.5005(4 pp.);
  4. V. Safonov, A. Zykova, J.Smolik, R.Rogowska, V.Luk’yanchenko, O.Vyrva, S.Yakovin The corrosion properties of zirconium and titanium load-bearing implant materials with protective oxide coatings // Proceeding of 13th International Conference on Plasma Surface Engineering, Linkoping University Electronic Press, Linkoping , Sweden 2013, N2,388-392. http://www.ep.liu.se/wcc/002/wcc12002.pdf
  5. A.A. Andreev, V.N. Voyevodin, O.V. Sobol’, V.F. Gorban’, G.N. Kartmazov, V.A. Stolbovoy, V.V. Levenets, D.V. Lysan. Regularities In The Effect Of Model Ion Irradiation On The Structure And Properties Of Vacuum-Arc Nitride Coatings .// ВАНТ. – 2013. – № 5(87). – С. 142-146
  6. V.I.Zmij, S.G.Rudenkiy Research of a vacuum diffusion boron silification process for constructional materials //Physical surface engineering. – 10. – №1. – 2013. – Р.18-21
  7. The surface properties of Ta2O5 ceramic coatings and next correlations with cell response in vitro and in vivo tests / N.Donkov, V.Safonov, A. Zykova, V. Luk’yanchenko, D.Kolesnikov // Problems of Atomic Science and Technology, 2013, N1(83),p.195-197
  8. Examination of surface and material properties of nano structural oxide coatings for joint total and module replacement arthoplasty /A. Zykova, V. Safonov, J. Smolik , R. Rogowska, A. Samoilenko, N. Donkov, D. Kolesnikov, V. Lukyanchenko, I.Goncharov // Orthopaedics, Traumatology and Prosthetics. – 2013. – №2. – Р. 51-57
  9. A.N. Goltsev Application of nanocomposite coatings with different structural physical and chemical characteristics in tissue engineering/ I.V. Rassokha, T.G. Dubrava, L.V. Ostankova, M.V. Ostankov, E.A. Gordienko, V.I.Safonov, A.V. Zykova // Journal of Nano-and Electronic Physics (2013) Vol.5, N1, 01008 (5pp) http://essuir.sumdu.edu.ua/bitstream/123456789/30946/1/Goltsev%20A.N._Nanocomposite%20coatings.pdf

Статьи в отечественных издательствах:
  1. О.В.Соболь, А.А.Андреев, С.Н.Григорьев, М.А.Волосова, В.А.Столбовой, В.Е.Фильчиков, Н.В.Киданова, Г.В.Антоненкова, Н.Ю. Черкасова. Влияние постоянного отрицательного потенциала смещения на структуру, субструктуру и напряженно-деформированное состояние TiN-покрытий // «Металлофизика и новейшие технологии» , 2013. – Т. 35. – № 7. – С. 943—951;
  2. Соболь О.В., Андреев А.А., Горбань В.Ф., Столбовой В.А., Григорьев С.Н., Волосова М.А., Столбовой В.А., Фильчиков В.Е., Киданова Н.В.. Использование импульсной ионной стимуляции для модификации структурно-напряженного состояния и механических свойств вакуумно-дуговых TiN-покрытий // «Металлофизика и новейшие технологии». – 2013. – Т. 35. – № 7. – С. 953—963;
  3. Л.С. Ожигов, Г.Н. Картмазов, И.Ю. Добровольская, Ю.А. Богатырев, А.С. Митрофанов, В.И. Змий, В.В. Кунченко, А.А. Андреев, Н.Ф. Карцев, Н.Д. Рыбальченко, И.М. Короткова. Покрытия для защиты стали 20 от коррозионно-эрозионного износа в среде второго контура ВВЭР-1000 // ВАНТ. – 2013. – №5(87). – С. 137-141;
  4. В.Г.Маринін, В.І.Коваленко. Кавітаційна стійкість вакуумно-дугових покриттів, сформованих на підкладках з різною орієнтацією PDF (Russian) . - Владимир Григорьевич Маринин, Владимир Иванович Коваленкo/Технологічний аудит та резерви виробництва . – Том 4. – № 2(12). – 2013. – С.15-18;
  5. В.И.Змий, С.Г. Руденький, Н.Ф. Карцев, В.В. Кунченко, Ю.В. Кунченко, Е.В. Тимофеева. «Получение комплексных эрозионно-стойких газодиффузионных покрытий на сталях» // Порошковая металлургия. – 2013. – №11-12;
  6. Марченко И.Г., Марченко И.И. Аномальный рост диффузии в пространственно-периодических системах с малой диссипацией энергии // Вестник Харьковского национального университета. – №1025. – Сер. “Ядра, частицы, поля”.–2012. –С. 62-68;
  7. Использование нанокомпозитных покрытий в технологиях культивирования мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток /А.Н. Гольцев, И.В. Рассоха, Т.Г. Дубрава, Л.В. Останкова, М.В. Останков, Е.А.Гордиенко, В.И. Сафонов, А.В. Зыкова // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. –2013. – Т.VIII – №1. –C.46-50. http://celltranspl.ru/arhiv/tom-viii-1-2013/ispolzovanie-nanokompozitnykh-pokrytii-v-tekhnologiiakh-kultivirovaniia-multipotentnykh-mezenkhimnykh-stromalnykh-kletok
  8. И.Г.Марченко, И.И. Марченко. Транспорт частиц в пространственно-периодических потенциалах в недодемпфированных системах // Вестник Харьковского национального университета.– №1069. – Сер. “ядра,частицы, поля”.– 2013. – Вып. 4 (60). – С. 41-50

2012 год

  1. Змий В.И., Руденький С.Г., Рыжова Т.П., Тимофеева Е.В., Карцев Н.Ф., Кунченко В.В., Крохмаль С.А., Кунченко Ю.В. Комплексные антикоррозионные покрытия на стали.// Вопросы атомной науки и техники, 2012, №5, сер.ФРП и РМ (81), с.110 – 113.
  2. О.В.Соболь, А.А.Андреев, С.Н.Григорьев, В.Ф.Горбань, М.А.Волосова, С.В.Алешин, В.А.Столбовой. О влиянии высоковольтных импульсов на структуру и свойства вакуумно-дуговых покрытий нитрида титана // Металловедение и термическая обработка металлов. 2012, № 4 (682), с. 43-52.
  3. A.A. Andreev, O.V. Sobol, S.N. Grigoriev, V.F. Gorban, M.A. Volosova, S.V. Aleshin, V.A. Stolbovoi. Effect of high-voltage pulsed on the structure and properties of titanium nitride vacuum-Arc coatings // Metal Science and Heat Treatment, Vol. 54, Nos. 3 – 4, July, 2012, p. 195-203.
  4. O.V. Sobol, A.A. Andreev, V.A. Stolbovoy and V.E. Filchikov. Structural-Phase and Stresses State of Vacuum-Arc-Deposited Nanosructural Mo-N Coutings Controlled be Substrate Bsas during Deposition // Technical Physics Letters, 2012, Vol 38, No 2, pp. 168-171.
  5. Соболь О.В., Андреев А.А., Столбовой В.А., Фильчиков В.Е. О возможности управления фазово-структурным и напряженным состояниями вакуумно-дуговых наноструктурных покрытий системы Mo-N путем подачи потенциала смещения на подложку в процессе осаждения // Письма в ЖТФ, 2012, Vol. 38, No. 4, pp. 26–33.
  6. Андреев А.А., Григорьев С.Н., Соболь О.В., Горбань В.Ф., Волосова М.А., Столбовой В.А., Сердюк И.В. Особенности получения высокотвердых наноструктурных покрытий из нитрида молибдена вакуумно-дуговым методом // Упрочняющие технологии и покрытия (Москва, Россия), 2012, №1, с. 14-20.
  7. О.В. Соболь, А.А. Андреев, В.Ф. Горбань, Н.А. Крапивка, В.А. Столбовой, И.В. Сердюк, В.Е. Фильчиков. О воспроизводимости однофазного структурного состояния многоэлементной высокоэнтропийной системы Ti-V-Zr-Nb-Hf и высокотвердых нитридов на ее основе при их формировании вакуумно-дуговым методом // Письма в ЖТФ, 2012, том 38, вып. 13.с. 40-46.
  8. О.В.Соболь, А.А. Андреев, С.Н. Григорьев, М.А. Волосова, В.Ф. Горбань Вакуумно-дуговые многослойные наноструктурные TiN/Ti покрытия: структура, напряженное состояние, свойства // Металловедение и термическая обработка металлов (МиТОМ), №1 (679), 2012, с.28-33.

2011 год

  1. Змий В.И., Руденький С.Г., Кунченко В.В. Особенности активированной вакуумной химико-термической обработки материалов.// ВАНТ. Сер.ФРП и РП. 2011, вып. 2(97), с.155-158.
  2. А.А. Андреев, В.А. Столбовой, І.В. Сердюк. Вакуумно-дуговые сверхтвердые покрытия и их использование для упрочнения инструментов // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2011. – № 2/5 (50). – С. 65–69

2010 год

  1. Змий В.И., Руденький С.Г. Реакционно-активированная диффузия и вакуумные покрытия. – Харьков:ННЦ ХФТИ, 2010.-158с.
  2. А.А. Андреев, Л.П. Саблев, В.М., С.Н. Григорьев. Вакуумно-дуговые покрытия. Харьков, ННЦ ХФТИ, 2010.– 318 с.
go to ISSPMT