ІФТТМТ
Інститут фізики твердого тіла, матеріалознавства та технологій
НАН України

Результати наукової діяльності:

  • Одним з перших промислових застосувань методу АІР був захист від атмосферної й гідридної корозії виробів Мінсередмаша. Для реалізації розробленої технології створена серія промислових установок АІР-1(1978р.), АІР-2(1979р.), АІР-3 ( 1986-1990гг.) і надалі АІР-3М (2008р.), АІР-ЕЛА60 (2010р.), що дозволяють наносити іонно-плазмові покриття на основі хрому, титану, ніобію й ін. матеріалів;
  • Показано високу ефективність атомно-іонних покриттів на основі ніобію й вуглецю для захисту робочих лопаток останніх ступенів парових турбін. Покриття, що утворюються при цьому, забезпечують більш ніж на порядок підвищення кавітаційної стійкості й у кілька разів ерозійної стійкості лопаткової сталі й стеліта при прискорених краплеударних випробуваннях (швидкість співударяння із краплями 440 м/сек). Дослідна партія лопаток з розробленими покриттями для останніх ступенів парових турбін передана на експлуатаційні випробування (ПТМЗ, м. Полтава);
  • Атомно-іонні покриття ефективно були використані для зміцнення ріжучої крайки ножів ручного пневмогідравличного інструменту типу УРГД. Було показано, що ножі із твердого сплаву типу WC-Co можуть бути замінені ножами з вуглецевої сталі з розробленими в ННЦ ХФТІ покриттями; при цьому забезпечується більш ніж 10-кратне збільшення стійкості ножів у порівнянні з ножами із твердого сплаву;
  • Атомно-іонні покриття успішно пройшли промислові випробування на металургійному комбінаті (МК «Криворіжсталь») у якості зміцнюючих на аварійних ножах для рубання й транспортуючих валків для протягання сортового прокату (збільшення стійкості в 6 - 10 разів);
  • Метод АІР був успішно використаний для нанесення жаростійких (типу Cr-Al-Y) і термоізоляційних (типу Zr2 - Y2O3) покриттів на лопатки газотурбінних двигунів підвищеної потужності. Були досягнуті більш високі параметри щільності й зчеплення атомно-іонних покриттів у порівнянні з покриттями, отриманими методами атомного осадження й ін.;
  • У цей час розробляється експериментальний зразок установки нового покоління для плазмохімічного покриття матеріалів з використанням електронно-променевого випару й ВЧ іонізації парової фази на базі установки атомно-іонного розпилення типу АІР з потужністю гармати до 300 кВт.

Наші послуги. Приклади:


В ІФТТМТ розроблені технології нанесення вакуумних активованих дифузійних покриттів з наступних функціональних напрямків:

лопатки

Захист лопаток для турбін, неохолоджуваних камер згоряння з тугоплавких металів для двигунів малої тяги ракетно-космічної техніки. Промислово освоєні розробки забезпечують стійкість виробів у продуктах згоряння палива при температурі до 1600°C. Нові розробки дозволяють піднімати максимальну температуру експлуатації камер згорання до 2000°C.



Захист виробів з вуглець-вуглецевих матеріалів. Розроблені покриття забезпечують корозійну стійкість на повітрі в статичних умовах 1700°C. У стадії розробки - покриття, жаростійкі до 2000°C.



вуглецеві матеріали

Створення нагрівачів для високотемпературних атмосферних печей (з температурою експлуатації до 1900...2000°C), основу яких становлять Mo-W сплави із захисними покриттями. Особливістю таких нагрівачів є висока стійкість до термічних розгойдувань у режимі включення-вимикання (більше 50 термораскачок). Технологія промислово освоєна.



Зміцнення ріжучого й обробного інструмента із твердого сплаву типу WC-Co, використовуваного для різання важкооброблюваних грузлих сталей і сплавів.



захист тиглів, труб

Захист тиглів, труб і різного оснащення від взаємодії з рідкими металами (у тому числі, дорогоцінними, і алюмінієм). Розробки успішно пройшли дослідну апробацію.



Зміцнення виробів із твердого сплаву типу WC-Co, у тому числі конструкційних елементів різних пристроїв, використовуваних при виготовленні штучних алмазів. Розробки успішно освоєні в промисловості.



антикорозійні покриття

Зносостійкі й антикорозійні покриття для різних пар тертя, у тому числі, для підшипників ковзання, опорних кілець і валів, виготовлених з дешевих низьковуглецевих сталей; для крильчаток насосів, використовуваних при перекачуванні нафти й газу. Розробки пройшли дослідно-промислові випробування.



Антикорозійні покриття для захисту постійних высококоерцетивних магнітів типу Nd-Fe-B.


вопросы атомной науки

Публікації:

2013 рік

Статті в зарубіжних видавництвах:
  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

Статті в вітчизняних видавництвах:
  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 рік

  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 рік

  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 рік

  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