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:
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.
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 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.
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.
Публикации:
2013 год
Статьи в зарубежных издательствах:
- 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
- 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.
- 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.);
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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:
- 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;
- 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;
- 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;
- 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;
- 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;
- 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;
- 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
- 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
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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
- 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.
- 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
- Змий В.И., Руденький С.Г. Реакционно-активированная диффузия и вакуумные покрытия. – Харьков:ННЦ ХФТИ, 2010.-158с.
- А.А. Андреев, Л.П. Саблев, В.М., С.Н. Григорьев. Вакуумно-дуговые покрытия. Харьков, ННЦ ХФТИ, 2010.– 318 с.