Учёные из Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» разработали нанокомпозитные покрытия для защиты металлических деталей автомобиля,наиболее подверженных износу.

Новые защитные покрытия служат для предотвращения износа, окисления и коррозии металлообрабатывающих инструментов и деталей машин. Их нанесение позволяет улучшить характеристики материала и многократно повысить срок службы изделий, уверяют разработчики. Нанозащита состоит из атомов титана, алюминия, никеля, углерода и азота, наносимых в вакуумной камере по технологии ионно-плазменного осаждения. Под действием электрического газового разряда поток ионов аргона выбивает атомы с поверхности катода и переносит их на изделие.

Атомы реагируют с азотом и образуют твёрдое износостойкое защитное покрытие, обладающее нанокомпозитной структурой. Оно обеспечивает увеличение эффективности металлообработки за счёт снижения коэффициента трения в зоне резания, роста износостойкости и термической стабильности покрытия. Кроме того, как отмечают учёные, благодаря отказу от смазок и охлаждающих жидкостей снизятся вредные выбросы в атмосферу.

В НИТУ «МИСиС» утверждают, что для анализа качества состава и структуры покрытия были использованы такие современные методы, как сканирующая электронная микроскопия, рентгеноструктурный фазовый анализ и спектроскопия тлеющего разряда. Определение твёрдости и модуля упругости покрытий проводится с помощью измерительного наноиндентирования, а уровень адгезии покрытия к инструменту определяется методом царапания.

Авторы уверены, что данный метод позволит существенно повысить плотность покрытий и обеспечить рекордную прочность их сцепления с поверхностью за счёт образования протяжённых псевдодиффузионных слоёв, содержащих элементы и покрытия, и подложки. В настоящий момент учёные работают над улучшением состава покрытий и технологии их осаждения. По их мнению, текущие наработки имеют большое значение и для развития иной методики нанесения — импульсного магнетронного распыления с высокой мощностью, достигающей тысяч киловатт.

Автор: Александр Пономарев