Повышение качества покрытий путем электроплазмотермических воздействий, обеспечивающих эвтектическое плавление, развитую морфологию и пористость

Наконечных, Андрей Сергеевич

Электротехнология

автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.10, диссертация на тему:Повышение качества покрытий путем электроплазмотермических воздействий, обеспечивающих эвтектическое плавление, развитую морфологию и пористость

кандидата технических наук: Наконечных, Андрей Сергеевич
город: Саратов
год: 2005
специальность ВАК РФ: 05.09.10
цена: 450 рублей

Диссертация по электротехнике на тему «Повышение качества покрытий путем электроплазмотермических воздействий, обеспечивающих эвтектическое плавление, развитую морфологию и пористость»

Автореферат диссертации по теме "Повышение качества покрытий путем электроплазмотермических воздействий, обеспечивающих эвтектическое плавление, развитую морфологию и пористость"

На правах рукописи

НАКОНЕЧНЫХ Андрей Сергеевич

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЙ ПУТЕМ ЭЛЕКТРОПЛАЗМОТЕРМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ЭВТЕКТИЧЕСКОЕ ПЛАВЛЕНИЕ, РАЗВИТУЮ МОРФОЛОГИЮ И ПОРИСТОСТЬ

Специальность 05.09.10 - Электротехнология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов 2005

Работа выполнена в ГОУ ВПО "Саратовский государственный технический университет"

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Лясников Владимир Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Пронин Виталий Петрович

кандидат технических наук, доцент Калганова Светлана Геннадьевна

Ведущая организация - Научно-производственное

предприятие «НИКА-СВЧ», г. Саратов

Защита состоится «*Юу> декабря 2005 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.10 при ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет» по адресу: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77, Саратовский государственный технический университет, корп. 1, ауд. 319.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет».

Автореферат разослан «^0» ноября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А. А. Казинский

¿24№Р

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Тенденцией развития современного производства является использование новых конструкционных материалов: сплавов на основе титана, никеля, тугоплавких металлов и др. Из-за высокой стоимости и трудностей формообразования вышеперечисленные материалы чаще применяются в виде покрытий, сформированных на наиболее ответственных поверхностях деталей, изготавливаемых из легкообрабатываемых и дешевых материалов. Наиболее технологичным, позволяющим наносить покрытия из любых материалов с заданным комплексом свойств, является, как показывают многочисленные исследования, метод электроплазменного напыления. Выполненные Н. Н. Рыкалиным, В. В. Кудиновым, Ю. А. Харламовым комплексные исследования процессов плазменного напыления заложили теоретические основы получения покрытий с заданными свойствами, позволили создать общую методологию их контроля и регулирования, разработать критерии создания технологических процессов и оборудования электроплазменного напыления.

На кафедре МВПО СГТУ под руководством профессора В. Н. Лясникова проведены исследования влияния параметров процесса плазменного напыления на структуру и свойства покрытий из титана и гидроксиапатитовой керамики, применяемых при изготовлении внутрикостных стоматологических имплантатов.

Покрытия на имплантатах должны обладать комплексом часто взаимоисключающих свойств: высокой адгезией; пористостью не менее 40%, достаточной для прорастания в них костной ткани; развитой морфологией; хорошей биосовместимостью. Однако при таких параметрах структуры не всегда достигается требуемая прочность сцепления плазмонапыленных покрытий с основой. Известные методы повышения прочности сцепления не решают проблемы, поскольку рост пористости покрытия при этом вызывает снижение прочности соединения из-за уменьшения общей площади участков взаимодействия частиц с основой, а использование расплавляемого подслоя, в том числе из эвтектического сплава, приводит к неуправляемым изменениям пористости и морфологии покрытия. Чтобы исключить опасность протекания указанных процессов, необходимо создать такие условия, при которых нагрев мог бы привести к диффузионному изменению состава подслоя на границах его контакта с материалами основы и покрытия, так что состав подслоя в указанных зонах имел бы температуру плавления ниже, чем у материалов основы и покрытия (контактное плавление); другими словами, необходимо обеспечить сплавление основы, подслоя и покрытия только в зоне их контакта и исключить его в остальном объеме.—-—--------

В связи с этим разработка процесса получения плазмонапыленных пористых, с развитой морфологией покрытий, сплавленных с основой, с высокой прочностью сцепления на базе комплексных исследований процессов диффузии в покрытии и основе при электроплазмотермической обработке (контактного плавления) и установление влияния на их свойства режимов электроплазменного напыления и обработки являются весьма актуальной научно-технической проблемой.

Цель работы заключается в повышении качества изделий приборостроения и медицинской техники с плазмонапыленными покрытиями на основе разработки технологии электроплазменного напыления и плазмотермической обработки высокопористых титановых покрытий, сплавленных с основой, с применением специального подслоя, обеспечивающих повышение прочности соединения.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- определить теоретические предпосылки к повышению прочности соединения покрытий, нанесенных методом электроплазменного напыления, из порошка титана с использованием подслоя;

- подобрать материал подслоя с возможностью осуществления сплавления (контактного плавления) в зоне контакта «основа - подслой», «подслой - покрытие» с сохранением развитой морфологии и необходимого значения пористости покрытия;

- установить влияние факторов технологического процесса на кинетику роста фазы расплава в зоне контакта основа - подслой -покрытие и свойства покрытий;

- исследовать влияние основных технологических параметров электроплазменного напыления порошка никелида титана, титана и плазмотермической обработки на морфологию, пористость, фазовый состав, коррозионный потенциал и прочность соединения покрытий с основой;

- разработать технологические процессы электроплазменного напыления и обработки покрытий для получения пористой (с развитой морфологией) структуры покрытия и высокой прочности соединения ее с основой.

Методы и средства исследований. При выполнении работы использованы научные основы электроплазменного напыления, теплопередачи и диффузии материалов. Экспериментальные исследования проведены и их результаты обработаны с применением методов математического планирования и регрессионного анализа. Свойства покрытий изучались методами рентгенофазового анализа (ДРОН-4, СиКа -излучение), оптической микроскопии (МИМ - 8М, ММУ - 3, МБС - 1, Биолам - М, АГПМ - 6М), визуально-оптической порометрии, профилографии (Калибр-117071), нормального отрыва напыленных и

склеенных торцовых поверхностей цилиндрических образцов (МР-05-1), измерения микротвердости (ПМТ-3). Измерения коррозионных потенциалов Ес образцов с плазмонапыленным покрытием производились в двухэлектродной ячейке в изотоническом электролите 0,9% ЫаС1, рН 7,4 при температуре 37°С, поддерживаемой термостатом MLW с точностью ±0,1°С. Показания величин потенциалов снимались с мультиметра В7-21 А. Обработка результатов выполнялась на ПК Репйит-4.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Использование при получении плазмонапыленных покрытий в качестве материала подслоя двойного сплава, режимы электроплазменного напыления, плазмотермической обработки и состав которого подбирают таким образом, чтобы в зонах контакта основа-подслой, подслой-покрытие за счет диффузионных процессов образовывалась эвтектика и происходило ее плавление, а структура и морфология остальной части основы, подслоя, и покрытия не изменялись, обеспечивает повышение прочности соединения.

2. Учет режимов электроплазменного напыления и плазмотермической обработки, пористости, площади контакта частиц напыляемого материала с основой и между собой, кинетики роста фазы расплава в зонах контакта основа-подслой, подслой-покрытие в модельных представлениях позволяет установить взаимосвязь между прочностью соединения, свойствами материала, электрическими параметрами процесса плазменного напыления и обработки и адекватно описать процесс, что дает возможность прогнозировать толщину фазы расплава и получать покрытия с развитой морфологией, высокой пористостью и сплавленные в зонах контакта.

3. Полученное соотношение параметров технологического процесса электроплазменного напыления (подслоя: 1=280-300 А, Ь=80 мм; покрытия: 1=540-560А, Ь=100мм) и обработки струей плазмы (1=280-300А, Ь=50 мм, 1обр=7-10 мин) обеспечивает повышение прочности соединения на 80-100%, при снижении пористости покрытия на 5-10% по сравнению с другими способами повышения прочности соединения.

Научная новизна. На основании теоретических и экспериментальных исследований решена задача, связанная с повышением прочности соединения порошковых покрытий с развитой морфологией и открытой пористостью на основе титана, получаемых электроплазменным напылением, путем сплавления в зоне контакта покрытия и подслоя, подслоя и основы.

При этом наиболее важными результатами являются следующие:

- впервые предложен и обоснован способ повышения прочности соединения плазмонапыленных порошковых титановых покрытий с развитой морфологией и открытой пористостью, заключающийся в нанесении их на подслой никелида титана состава 51-61 % № и 49-39 % И

и проведении плазмотермической обработки покрытия в диапазоне температур ДТ= 955-1110 °С;

- получена математическая модель, описывающая кинетику роста фазы расплава в зоне контакта основа - подслой - покрытие в зависимости от свойств материала подслоя, основы, покрытия, электрических параметров плазменного напыления, дисперсности напыляемых частиц, режимов плазмотермической обработки и электрических параметров плазменной дуги при обработке струей плазмы, позволяющая прогнозировать свойства покрытия при контактном плавлении в зонах основа-подслой и подслой-покрытие и исключать его в остальном объеме основы, подслоя и покрытия;

- установлено, что наибольшее влияние на прочность соединения покрытия в условиях нанесения его на подслой специального состава и плазмотермической обработки оказывают ток дуги плазмотрона, дистанция напыления при нанесении подслоя, а также время плазмотермической обработки. Получена эмпирическая зависимость, адекватно описывающая процесс в диапазоне изменения параметров электроплазменного напыления 1=100-400 А, Ь-50-100 мм;

- определены оптимальные параметры процесса электроплазменного напыления и плазмотермической обработки, обеспечивающие повышение прочности соединения в 1,5-2 раза при сохранении развитой морфологии и пористости покрытий (30-40%) по сравнению с другими способами повышения прочности соединения.

Практическая ценность и реализация результатов работы. На основе предложенного и разработанного способа повышения прочности соединения плазмонапыленных порошковых титановых покрытий с развитой морфологией и открытой пористостью при нанесении их на подслой никелида титана состава 51-61 % № и 49-39 % "П и проведении плазмотермической обработки в диапазоне температур ДТ= 955-1110 °С разработана технология электроплазменного напыления и плазмотермической обработки покрытий, обеспечивающая повышение качества изделий с покрытиями за счет получения высокой прочности соединения (до 60 МПа) при сохранении развитой морфологии и открытой пористости покрытий (до 30-40 %).

Полученные результаты могут быть использованы в различных отраслях промышленности при получении покрытий, в том числе пористых, с развитой морфологией, в частности на медицинские изделия (стоматологические имплантаты).

Результаты работы внедрены в НПА «Плазма Поволжья» при изготовлении внутрикостных стоматологических имплантатов с биопокрытиями, полученными электроплазменным напылением.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на следующих конференциях: 4-й, 5-й, 6-й, 7-й

Международных конференциях «Современные проблемы имплантологии» (Саратов, 1998, 2000, 2002, 2004), 8-й научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов «Вакуумная наука и техника» (Москва, 2001), 9-й Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (Томск, 2003), Всероссийской научно-технической конференции «Современная электротехнология в промышленности России» (Тула, 2003).

Публикации. По результатам научных исследований опубликовано 12 печатных работ и получено положительное решение на выдачу патента.

Струетура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 186 источников, изложена на 157 страницах машинописного текста, включая 51 рисунок, 18 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследований, показаны научная новизна работы, область практических приложений теоретических результатов, полученных в диссертации, их практическая значимость.

В первой главе проведен анализ научно-технической литературы, посвященной решению проблемы повышения прочности соединения высокопористого плазмонапыленного покрытия с основой, рассмотрены особенности процесса получения покрытий методом электроплазменного напыления.

Получение покрытий с высокими показателями биологической и механической совместимости требует создания развитой морфологии поверхности покрытия, пористости не менее 40 % и высокой прочности соединения с основой. Рост пористости покрытия при этом вызывает снижение прочности соединения из-за уменьшения общей площади участков взаимодействия частиц с основой. Существующие различные методы повышения прочности соединения покрытия с основой: нанесение легкоплавкого подслоя, оптимизация режимов нанесения покрытий и т. д. не всегда обеспечивают необходимое соотношение указанных параметров покрытия. Известные методы повышения прочности соединения за счет диффузионного насыщения сплавов, образующих эвтектику, и ее расплавления не позволяют управлять толщиной зоны расплавления, из-за плавления эвтектической фазы во всем объеме, в результате чего происходит плавление всего объема подслоя с неуправляемым изменением пористости и морфологии покрытия. Чтобы исключить опасность протекания указанных процессов, необходимо создать такие условия, при которых нагрев мог бы привести к диффузионному изменению состава

подслоя на границах его контакта с материалом основы и с материалом покрытия, так что состав подслоя в указанных зонах имел бы температуру плавления ниже, чем материал основы и покрытия (контактное плавление); другими словами, необходимо обеспечить сплавление основы, подслоя и покрытия только в зоне их контакта. Можно предположить, что варьирование режимов электроплазменного напыления и плазмотермической обработки приведет к сплавлению основы, подслоя и покрытия только в зоне их контакта при сохранении развитой морфологии и необходимого значения пористости покрытия

В связи с изложенным определены задачи исследования.

Вторая глава посвящена выбору состава материала подслоя, определению условий формирования фазы расплава в зоне контакта основа-подслой, подслой - покрытие и установлению теоретической взаимосвязи толщины фазы расплава с условиями напыления и плазмотермической обработки.

На практике в качестве подслоя используют эвтектикообразующие сплавы, что уменьшает время, необходимое для плавления подслоя при термической обработке Однако эти сплавы имеют существенный недостаток - эвтектика содержится во всех вариантах состава и плавится она во всем объеме подслоя в различных количествах. Чтобы исключить неуправляемое изменение пористости и морфологии покрытия при расплавлении эвтектического подслоя и для получения на титановой основе плазмонапыленного титанового биопокрытия с развитой пористостью и высокой прочностью соединения предлагается в качестве материала подслоя использовать сплав никелида титана, содержащего 45 % Л и 55 % с температурой плавления выше, чем эвтектическая температура 1110 °С, и образующего две эвтектики и не менее одного устойчивого химического соединения с концентрацией компонентов, представляющей промежуточную величину между концентрациями эвтектик, обеспечивающего отсутствие плавления фаз в объеме подслоя и сохранение его морфологии и пористоспи, с проведением плазмотермической обработки покрытия в диапазоне температур ДТ= 955-1110 °С Нижний предел данного диапазона Т] ~ 955 °С представляет наименьшую температуру плавления эвтектического сплава |3+Т12№, верхний предел Тг = 1110 °С соответствует температуре плавления эвтектического сплава Тл№з+И№ При использовании в качестве материала напыляемого подслоя предлагаемого сплава проведение плазмотермической обработки покрытия интенсифицирует диффузию атомов титана из металла основы и металла покрытия в материал подслоя, а также диффузию атомов никеля из подслоя в металл покрытия и основы. В зонах контакта подслоя с основой и покрытием за счет диффузии возникают прослойки твердой фазы сплава состава Т12№+"П№ и эвтектического сплава (З+'ПгЬН. При температуре 1015 °С расплавляются только эти прослойки в приграничных зонах Этим достигается высокая прочность соединения биопокрытия с основой при сохранении необходимой степени его

пористости с возможностью управления величинои прочности соединения, управляя толщиной плавящихся приграничных прослоек.

Следуя приближенному подходу, рассмотренному Н.В. Борисовым и В.А. Терешиным, при котором входящий в твердый металл подслоя поток атомов металла основы и покрытия прямо пропорционален скачку химического потенциала атома металла основы на границе раздела и обратно пропорционален эффективной толщине фазы расплава h, для данного потока фаза расплава является и «сопротивлением», определяющим величину потока (через И), и «поглотителем», вследствие этого фаза увеличивает размеры и обогащается основным компонентом металла основы и покрытия. В этих условиях рост фазы расплава за счет потока атомов металла основы и покрытия можно охарактеризовать с помощью величины 0,5pCdh /дт + phdCI дт. Из выражения для потока атомов (А) металла основы и покрытия в образующийся расплав и выражения для потока атомов (В) металла подслоя в основу и покрытие, в случае малорастворимого металла основы и покрытия вводя следующие

упрощения: р{рь; k(kb \2kah{C^ \2къаьк)Сы, и приближения: дС С dh

; учитывая влияние на процесс роста фазы расплава площади

контакта взаимодействующих металлов, получено уравнение, описывающее рост фазы расплава в зонах контакта основа - подслой -покрытие, который определяется свойствами материала основы, подслоя, покрытия, площадью их контакта и продолжительностью плазмотермической обработки:

^ = Fk.2D- з а\+Ь--m

dt a^h + a2h + аък + a4 ' W

где Fk=F„+Kt2 - зависимость площади контакта от времени плазмотермической обработки, F0 - площадь контакта покрытия и основы до плазмотермической обработки, D- коэффициент самодиффузии атомов А в (компактном) металле, а = 16к2а2у2С*(2-Сш), Ъ = АкауС*ю{у + 1), a, =32*WCI(2-CJ\ а2 = \6к2сс2угС1{2 - CJ,

аг = 16kayCl (2 - Са )(ка(у +1) + С J, *4 = \ус<л (2ka{r +1) + с.),

к = 2rD0p0 !(DpC), h - толщина фазы расплава, С„о- равновесная мольная доля А на границе металла с расплавом, у = САСд\пп/дС, ДС = С„-С, г-растворимость А в расплаве Ах±а Ву+в, ро-плотность расплава Ах+а Ву+„ Do-коэффициент диффузии атомов А в расплаве Ах+аВу+в, р- плотность металла А, С - мольная доля А на границе (компактного) металла с расплавом Ах+а В^е, степень насыщения этой границы атомами А, К- эквивалент ~ 0.11 м /с2, t - время плазмотермической обработки.

В результате решения уравнения (1) с учетом следующих условий: h(0)=0, h(t')~L', D=const, = const, а2= const, а3= const, а4= const, b= const, где L'- толщина подслоя; получено следующее условие (модель) образования фазы расплава определенной толщины в контакте основа -подслой - покрытие:

^h3 + —h2 + a0h + -1п(аА + b) = 2C\ F0t + К

где

b ,a2b a =a4 +— (—— ■

a axb2 a2

,fJ

+ C1

a, =

_ i

a, =

_ 2

(2)

atb 2 >

a,b

2" , a\"

ао = —- . , -

а а а

Из вьфажений, полученных Ю.В. Серяновым и Н.В. Протасовой, путем преобразования получена зависимость для определения площади контакта частиц плазмонапыленного подслоя с основой и покрытием. Величина площади контакта определяется свойствами напыляемого материала (р„, ат, ср, г!), параметрами газового потока (У„):

/V ,-,2> '

F0 =1-1.14-

0.426 К,2 Z-J0.I8I F4 +1-0.568-Vj-Z-

-0M2VJ-Z

,(3)

где Z = -

АЛ

-, г,- радиус действия напорного давления внутри частицы, о-™ Сох<р

рч - плотность материала частицы, образующего покрытие; Уч — скорость частицы на оси плазменного потока; ат - поверхностное натяжение расплава частиц; (р - краевой угол смачивания расплава частиц; г/ - радиус частицы при подлете к основе.

Эффективное увеличение площади контакта напыляемых частиц с основой возможно при определенной степени проплавления частиц во время нахождения в струе плазмы. На основе теории тепловой мощности плазменного потока и количества теплоты, необходимого для нагрева какого-либо объема материала, с использованием температурной зависимости значения поверхностного натяжения частицы материала получено выражение для поверхностного натяжения частицы напыляемого материала подслоя:

3-tj-U ■ I-L

-Я.

+ Т„.

-71

(4)

где ^„и о - поверхностное натяжение при температуре Т0, Т0 - температура плавления, а ,=0.1-103 Дж/(м2 -К) - температурный коэффициент, Тч -температура частицы, сч - теплоемкость материала частицы, Хч - удельная

теплота плавления материала частицы, гч - радиус частицы, г\ - КПД плазменной струи (тепловой), и - напряжение электрической дуги плазмотрона, I - ток электрической дуги плазмотрона, - время

нахождения частицы в плазменной струе, Ь - дистанция напыления, пч -число частиц в плазменном потоке.

Задавшись, исходя из биотехнических требований к покрытию, материалом подслоя и покрытия, можно определить время плазмотермической обработки, при котором будет происходить образование эвтектики в зонах контакта основа - подслой - покрытие и ее плавление на заданную толщину. Это может привести к повышению прочности соединения покрытия с основой при сохранении необходимой степени его пористости с возможностью управления величиной прочности соединения, управляя толщиной плавящихся приграничных прослоек за счет изменения продолжительности плазмотермической обработки. При данном времени плазмотермической обработки можно определить технологические параметры электроплазменного напыления подслоя (г„ Ь, I, Ц), при которых будет образовываться необходимый слой расплава к в зонах контакта «основа - подслой - покрытие». Теоретические зависимости толщины слоя расплава от тока дуги плазмотрона, дистанции напыления и времени плазмотермической обработки представлены на рис.

При одном и том же времени плазмотермической обработки увеличение тока дуги и дистанции напыления влияет на толщину слоя расплава, приводя к ее увеличению, что объяснимо увеличением площади контакта покрытия с основой и, следовательно, повышением скорости диффузии. Увеличение площади контакта связано с увеличением радиуса растекания частиц в результате их лучшего проплавления. Изменением технологических параметров электроплазменного напыления подслоя (гч,

1-3.

и мм

Рис. 1. Зависимость толщины слоя расплава от тока дуги и времени термообработки при 1=80 мм

Рис. 2. Зависимость толщины слоя расплава от дистанции напыления и времени термообработки при /=280 А

150 200 250 300' I, А

350

400

¿, /, Ц) и плазмотермической обработки можно получить слой расплава заданной толщины. Это может позволить управлять структурой и прочностью соединения титанового покрытия, напыленного на подслой специального состава, напыляя их при соответ- и, мкм 40 ствующих режимах и проводя плазмотермическую обработку. Таким образом, использование полученной модели позволяет определить влияние режимов электроплазменного напыления и плазмотермической обработки на структуру и свойства покрытий.

Рассмотрен вариант обработки струей плазмы. На основе теории тепловой мощности плазменного потока и количества теплоты, необходимого для нагрева какого-либо объема материала, с учетом электрических параметров плазменного напыления, пористости покрытия, ее влияния на теплофизические свойства покрытия, и зависимости КПД нагрева плазменной струи от расстояния до нагреваемой детали получена зависимость для определения времени обработки плазменной струей для нагрева поверхности детали до температуры Тг:

у о 11 — и

Рис.3. Зависимость толщины слоя расплава от тока дуги и дистанции напыления при 7=10 мин

(5)

УрК1 - п)2с„(т2 - г;)+лмуРм(\ - я)

ке 1 1 Щ

где 1тп - расстояние от плазмотрона до рассматриваемой точки потока, при котором КПД нафева равен 1; Ь - принятое расстояние от плазмотрона до нагреваемой поверхности; к - эквивалент; Лм - удельная теплота плавления материала покрытия, Т2, Т/ - соответственно конечная и начальная температура покрытия, П - пористость покрытия; См -теплоемкость материала покрытия; рм - плотность материала покрытия; V- объем, занимаемый покрытием.

На основе анализа, преобразования известных зависимостей теплопередачи через многослойную стенку с учетом влияния пористости на теплофизические свойства покрытия и тепловой мощности плазменного потока получено выражение для определения времени, необходимого для на!рева подслоя до температуры

т =

«х

+ -

1*1 -Я з*Я пч-п

/ц -лг лг ■ лг

ке

-рт]

ип

(6)

где площадь, через которую проходит данное количество теплоты; - соответственно температура внешней поверхности покрытия и внутренней поверхности подслоя; ¿¡, 32 - толщина слоев покрытия; Я,*, X' -коэффициенты теплопроводности материалов слоев; Хг - теплопроводность газа, находящегося в порах покрытия.

Задавшись, исходя из требуемых свойств покрытия, температурой, до которой необходимо нагреть подслой и покрытие, можно определить время обработки плазменной струей. При данном времени плазмотермической обработки можно определить параметры электрической дуги плазмотрона, при которых подслой и покрытие будут нагреваться до необходимой температуры.

В третьей главе приводятся результаты экспериментальных исследований процесса электроплазменного напыления и плазмотермической обработки металлических порошковых титановых покрытий, напыленных на подслой никелида титана специального состава.

При напылении подслоя частицы Т5№ заполняют микронеровности основного материала, образуя достаточно плотный контакт с основой. Нанесение покрытия титана на подслой вызывает проникновение никелида титана в его микропоры из-за меньшей температуры плавления материала подслоя, что увеличивает прочность сцепления покрытия. Однако при рассмотрении под большим увеличением помимо областей плотного прилегания частиц подслоя к основе и покрытия к подслою отчетливо видны поры на границах раздела, что ослабляет связь между ними.

Изучение процесса на физической модели при плазмотермической обработке плазмонапыленного покрытия, нанесенного на подслой, показало следующее. Обнаружено, что плазмотермическая обработка титанового покрытия, нанесенного на подслой никелида титана, при рекомендуемых режимах напыления не оказывает значительного влияния на изменение морфологии и пористости покрытия. Исследование структуры титанового покрытия, нанесенного через подслой никелида титана на титановую основу и прошедшего плазмотермическую обработку, методом металлографического анализа показало образование переходной зоны в . месте контакта покрытие-подслой и подслой-основа, свидетельствующей о прохождении диффузионных процессов и образовании в области контакта пересыщенных твердых растворов, эвтектики и ее плавлении без существенных изменений структуры остальной части покрытия, подслоя и основы. Исследования показали, что изменение тока дуги и дистанции напыления при нанесении подслоя, а также времени плазмотермической обработки позволяет регулировать толщину переходной зоны, что подтверждает теоретические зависимости, полученные в главе 2.

Установлены закономерности увеличения толщины переходной зоны, возникающей в процессе плазмотермической обработки, при

сплавлении плазмонапыленного подслоя никелида титана (TiNi) с компактным титаном (Ti0CH) и плазмонапыленным титановым покрытием (Twp). С увеличением тока дуги (150^280 А) и дистанции напыления (50-80 мм) при формировании подслоя наблюдается увеличение толщины переходной зоны, образующейся при плазмотермической обработке покрытия (рис. 4).

I, А

Рис 4. Влияние тока дуги (/) и дистанции напыления (¿) на толщину переходной зоны (А) при времени термической обработки /=10 мин

Выявлены тенденции увеличения прочности соединения покрытия после плазмотермической обработки, что объясняется образованием за счет диффузии переходной зоны эвтектического состава и ее плавлением, приводящим к сплавлению подслоя с покрытием и основой. Анализ полученных данных говорит о том, что прочность соединения покрытия возрастает при увеличении тока дуги, дистанции напыления подслоя и времени плазмотермической обработки (рис. 5). Результаты экспериментального исследования прочности соединения методом нормального отрыва показали, что вид отрыва когезионный, т.е. разрушение происходит не в месте сплавления, а в зоне контакта частиц покрытия между собой.

Результаты измерения микротвердости подтверждают образование в переходной зоне интерметаллидных соединений И№, ТЧгМ и твердых растворов. Образовавшиеся переходные зоны имеют промежуточные между основой, подслоем и покрытием значения микротвердости, что обеспечивает плавный переход свойств от основы к покрытию. Подтверждением того, что в рассматриваемой системе идет диффузия компонентов как титана в подслой, так и никеля из подслоя в основу и покрытие, является образование в объеме основы областей со значениями микротвердости, соответствующими твердым растворам, при временах плазмотермической обработки, превышающих время, необходимое для полного проплавления подслоя.

200 I. А

1, мин

в, МПа

и, мм

I, А

Рис 5. Зависимость прочности соединения от режимов плазменного напыления и плазмотермической обработки: а) ¿=80 мм, б) гто=10 мин

Исследование покрытий методом РФА подтвердило образование фазы "ПгМ, что является доказательством диффузии титана и никеля в твердой фазе и образования областей эвтектического состава. Также при плазмотермической обработке покрытия происходит упорядочение кристаллической структуры, о чем свидетельствует уменьшение уширения t дифракционных линий на участке 20 = 35-45° (рис. 6).

1 Исследования модельных коррозионных потенциалов показали, что

после плазмотермической обработки покрытий происходит сдвиг потенциала в положительную сторону вследствие образования оксидной пленки за счет воздействия примесного кислорода в струе аргона. Данные пересчета коррозионных потенциалов в скорости коррозии свидетельствуют в пользу того, что за время образования плотной костной прослойки при остеоинтеграции имплантатов с покрытием порядка 15-20 суток изменения линейных размеров имплантатов не превышают 13 мкм и

являются несущественными для процесса остеоинтеграции. Это дает основания говорить о возможности применения плазмонапыленных покрытий и подслоев из сплава никелида титана на внутрикостных имплантатах.

250 200

-в

» 150 £

8 100 о

50 0

ЛУ

40 60 80 100 120 2 в, град.

250

200

150

О 100

40 вО 80 100 20, грай.

120

Рис. 6. Рентгеновские дифрактограммы плазмонапыленного "П покрытия (порошок титана ПТС), нанесенного на подслой "П№ (порошок ПВ-Н55Т45) до (а) и после термической обработки (б)

В четвертой главе приводятся результаты разработки технологического процесса электроплазменного напыления и плазмотермической обработки титановых покрытий с подслоем ТМ на титановые имплантаты, обеспечивающих получение пористых, с развитой морфологией и высокой прочностью соединения покрытий. Обработка результатов экспериментов позволила получить эмпирическую зависимость, связывающую прочность соединения покрытия, напыленного на подслой никелида титана, с током электрической дуги плазмотрона, дистанцией напыления и временем плазмотермической обработки:

(Т = 3.812 10"7 •1г'т -1У •/°'73. (7)

На основе результатов исследования и расчетов по (7) получены графические зависимости (рис. 7), позволяющие определить ток электрической дуги плазмотрона I при напылении подслоя в зависимости от требуемых значений пористости П и прочности соединения б покрытия (табл. 1).

На основе расчетов по (5), (6) и экспериментальных исследований предложены режимы процесса обработки покрытия плазменной струей (табл. 2).

Также в этой главе приведены результаты расчета ожидаемого технико-экономического эффекта от внедрения результатов исследований, который может составить 2640000 руб. при программе выпуска 10000 шт. изделий (на примере стоматологических имплантатов) в год и сроке окупаемости капитальных вложений 0.7 года.

Таблица 1

Режимы электроплазменного напыления подслоя N¡7!, покрытия "П и их обработки, рекомендуемые при изготовлении пористых, с развитой морфологией покрытий с высокой прочностью соединения

Покрытие Напряжение, В Ток дуги,А Дистанция напыления, мм Температура термической обработки, °С Время термической обработки, мин Прочность соединения, МПа Пористость, %

(подслой) 30 280-300 80 955-1050 10 40-50 30-40

Т1 (покрытие) 30 540-560 100

Рис. 7. Зависимости прочности соединения покрытия б и пористости П от толщины переходной зоны к (а, б) и тока дуги плазмотрона при напылении подслоя (в)

Таблица 2

Режимы обработки покрытия струей плазмы, рекомендуемые при изготовлении пористых, с развитой морфологией покрытий с высокой прочностью соединения

Ток Дуги, А Напряжение, В Расход газа, л/мин Расстояние до обрабатываемой поверхности, мм Частота вращения детали, об/мин Время плазмотермической обработки, мин Прочность соединения, МПа Пористость, %

280300 30 20 40-50 ¡00-110 7-10 40-50 30-40

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполнены теоретические и экспериментальные исследования процесса электроплазменного напыления подслоя и его сплавления с основой и покрытием, необходимого для повышения прочности соединения, за счет варьирования режимов электроплазменного напыления подслоя и плазмотермической обработки в струе аргоновой плазмы или в электрических печах с защитными технологическими средами. В результате проведенной работы решена важная научно-практическая задача, имеющая существенное значение для развития промышленности в части техники электроплазменного напыления и повышения качества изделий различного назначения. Это обосновывается следующими результатами:

1. Использование при получении плазмонапыленных покрытий в качестве материала подслоя двойного сплава, режимы электроплазменного напыления, плазмотермической обработки и состав которого подбирают таким образом, чтобы в зонах контакта основа-подслой, подслой-покрытие за счет диффузионных пропессов образовывалась эвтектика и происходило ее плавление, а структура и морфология остальной части основы, подслоя, и покрытия не изменялись, обеспечивает повышение прочности соединения.

3. Получена эмпирическая модель, отражающая влияние тока дуги и дистанции напыления подслоя и продолжительности плазмотермической обработки на прочность соединения плазмонапыленных титановых покрытий, нанесенных на подслой никелида титана, и позволяющая определить оптимальные режимы электроплазменного напыления подслоя и покрытия и плазмотермической обработки.

4. Доказано образование переходной зоны состава Тт2>П+'П№ в месте контакта основа-подслой и подслой-покрытие при электроплазменном напылении титанового покрытия через подслой никелида титана на титановую основу с последующей плазмотермической обработкой в результате диффузии титана и никеля в твердой фазе и образования областей эвтектического состава, обеспечивающих сплавление подслоя с

основой и покрытием только в зонах их контакта, исключая его в остальном объеме основы, подслоя и покрытия.

5. На основе разработанного способа повышения прочности соединения плазмонапыленных порошковых титановых покрытий с развитой морфологией и открытой пористостью при нанесении их на подслой никелида титана разработана технология электроплазменного напыления покрытия и сплавления покрытия с подслоем и подслоя с основой, обеспечивающая прочность соединения 40-50 МПа и пористость 30-40 % при токах напыления подслоя 280-300 А и основного покрытия 540-560 А и проведении плазмотермической обработки плазменной струей при токе дуги 280-300 А, расстоянии от плазмотрона до поверхности покрытия 50 мм и времени обработки 5-7 минут.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1. Наконечных А. С Получение сплавленных с основой плазмонапыленных титановых покрытий на дентальные имплантаты / А. С. Наконечных, А. А. Казинский, А В. Лясникова // Технология металлов. - 2005. - № 9. - С. 3439.

2. Наконечных А. С. Исследование адгезии плазмонапыленных пористых биопокрытий, сплавленных с основой / А. С. Наконечных, А А. Казинский, А. В. Лясникова // Плёнки и покрытия 2005 : Труды 7-й Междунар. конф. (24-26 мая 2005 г.) / Под ред. д-ра техн. наук В Г. Кузнецова. - СПб • Изд-во Политехи, ун-та, 2005.-С. 193-195.

3. Наконечных А. С Способ получения покрытий / В. Н. Лясников, А. А. Казинский, А. С. Наконечных. Положительное решение от 27.10.2005 г. по заявке № 2004117659/02(018964) от 09.06.2004 г.

4. Наконечных ACO преимуществах перехода от адгезионного взаимодействия к сплавлению плазмонапыленных покрытий с основой / Т. М. Коншцева, А. А. Казинский, С Н Барабанов, А С Наконечных // Современные проблемы имплантологии' Сб научных статей по материалам 7-й Междунар. конф. (25-27 мая 2004 года) / СГТУ. - Саратов, 2004 - С. 82-87.

5. Наконечных А. С Обоснование возможности использования эффекта контактного плавления при изготовлении внутрикостных дентальных имплантатов с плазмонапыленным титан - гидроксиапатитовым покрытием / A.A. Казинский, В.Н. Лясников, А С Наконечных // Современные проблемы имплантологии: Сб. научных статей по материалам 7-й Междунар. конф. (25-27 мая 2004 года) / СГТУ. - Саратов, 2004. - С 87-94

6. Коншцев А. С. (Наконечных) Физико-механические свойства биокомпозиционных покрытий на основе гидроксиапатита / А В. Лясникова, А А. Есин, А. С. Конищев // Современные техника и технологии ■ Материалы 9-й

Междунар. научно-практической конф студентов, аспирантов и молодых ученых / ТПУ. - Томск, 2003. - С 87-89.

7. Коншцев А. С. (Наконечных) Современный комплекс электроплазменного оборудования для напыления биоактивных материалов /

2006-4 27271

Н. В. Протасова, О. А Дударева, В Н Лясников, А С Конищев // Современная электротехнология в промышленности России : Сб. трудов Всероссийской научно-технической конф. / ТулГУ. - Тула, 2003 - С. 225-230.

8. Конищев А. С. (Наконечных) Особенности плазменного напыления порошковых покрытий с воздействием УЗ / Н. В. Бекренёв, В. Н. Лясников, О. А. Дударева, Н. В Протасова, А. С Конищев // Плёнки и покрытия 2001 : Труды 6-й

Меяодунар. конф. / СПбГТУ. - СПб, 2001. - С. 341-346.

9. Конищев А. С (Наконечных) Плазмонапылённые композиционные гетгерирующие покрытия / Н. В Протасова, А В. Лясникова, О. А. Дударева, А. С. Конищев // Вакуумная наука и техника : Материалы 8-й научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов / МИЭМ. - М., 2001.-С. 18-26.

10. Конищев А. С. (Наконечных) Электроплазменные технологии в разработке и производстве современных дентальных имплантатов / Н. В. Протасова, А В Лясникова, А. А Казинский, Т М Конищева, А С Коншцев // Современные проблемы имплантологии • Материалы 5-й Междунар. конф. (2225 мая 2000 года) / СГТУ. - Саратов, 2000. - С. 66-69.

11. Коншцев А С. (Наконечных) Огггимизация адгезионно-пористых характеристик плазмонапылённых гидроксиаппатитовых покрытий дентальных имплантатов при воздействии УЗ. Экспериментальные результаты / К. В. Мазанов, Н. В Протасова, В. Н Лясников, Ю. В. Серянов, А. С. Конищев // Современные проблемы имплантологии : Материалы 5-й Междунар. конф. (2225 мая 2000 года) / СГТУ. - Саратов, 2000 - С. 31-34.

12. Конищев А С. (Наконечных) Физико-химические и механические свойства плазмонапылённых порошковых покрытий и материалов различного назначения / Н. В. Варламов, А. В. Лясникова, О. А. Дударева, Н. В. Протасова, А. С. Конищев // Шлифабразив-2000 • Сборник трудов Международной научно-технической конф. (11-17 сентября 2000 года) / ВГТУ. - Волжский, 2000. - С. 2124.

13. Конищев А. С. (Наконечных) Физико-механические свойства плазмонапылённых композиционных биоактивных покрытий / ВН. Лясников, Л. А. Верещагина, О. А Дударева, А С. Конищев (Наконечных) // Плёнки и покрытия'98 : Труды 5-й Междунар. конф. / СПбГТУ. - СПб., 1998. - С. 39-41.

Автор искренне благодарен за помощь в работе над диссертацией к. т. н., доц. А. А. Казинскому.

4Мб 4

Лицензия ИД № 06268 от 14.11.01

Подписано в печать 15.11.05 Формат 60x841/16

Бум. тип. Усл. печл. 1,16 Уч.-изд.л.1,0

Тираж 100 экз. Заказ 406 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, Саратов, Политехническая ул., 77 Отпечатано в РИЦ СГТУ. 410054, Саратов, Политехническая ул., 77

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Наконечных, Андрей Сергеевич

Введение

1. Проблема повышения адгезии электроплазменных порошковых покрытий

1.1. Особенности нанесения покрытий ' методом электроплазменного напыления

1.2. Методы повышения прочности сцепления покрытий с основой

1.3. Выбор материала подслоя и совершенствования технологии электроплазменного напыления

1.4. Выводы

1.5 Задачи исследований

2. Оценка возможности повышения прочности соединения электроплазменного покрытия после нанесения подслоя и плазмотермической обработки

2.1. Выбор состава подслоя для повышения прочности соединения покрытия с сохранением заданной морфологии и пористости

2.2. Кинетика роста фазы расплава в зоне контакта основа/подслой/покрытие

2.3. Выводы

3. Исследование физико-механических свойств электроплазменных покрытий после плазмотермической обработки

3.1. Объекты и методы исследований

3.2. Методика проведения эксперимента

3.3. Порядок проведения исследований

3.4. Выбор параметров управления процессом формирования покрытий

3.5. Построение эмпирической зависимости

3.6. Исследование морфологии и структуры покрытий, нане- 72 сенных на подслой TiNi

3.7. Исследование влияния режимов напыления подслоя и 78 плазмотермической обработки на свойства покрытий

3.7.1. Исследование влияния технологических режимов 78 электроплазменного напыления подслоя на формирование покрытия и плавление переходной зоны

3.7.2. Исследование морфологии, структуры и параметров 83 шероховатости покрытий

3.7.3. Исследование пористости и прочности соединения

3.7.4. Исследование микротвердости и фазового состава

3.7.5. Исследование коррозионного потенциала

3.8. Выводы

4. Технология формирования покрытий с повышенной прочностью соединения электроплазменным напылением с плазмотермической обработкой

4.1. Технологические рекомендации по электроплазменному 120 напылению титановых покрытий с подслоем TiNi на титановые дентальные имплантаты и их плазмотермической обработке

4.2. Технико-экономическая оценка практического исполь- 131 зования результатов исследований

4.3. Выводы

Введение 2005 год, диссертация по электротехнике, Наконечных, Андрей Сергеевич

Тенденцией развития современного производства является использование новых конструкционных материалов: сплавов на основе титана, никеля, тугоплавких металлов и др. Из-за высокой стоимости и трудностей формообразования вышеперечисленные материалы чаще применяются в виде покрытий, сформированных на наиболее ответственных поверхностях деталей, изготавливаемых из легкообрабатываемых и дешевых материалов. Наиболее технологичным, позволяющим наносить покрытия из любых материалов с заданным комплексом свойств, является, как показывают многочисленные исследования, метод электроплазменного напыления [1-4]. Выполненные Н. Н. Рыкалиным, В. В. Кудиновым, Ю. А. Харламовым комплексные исследования процессов плазменного напыления заложили теоретические основы получения покрытий с заданными свойствами, позволили создать общую методологию их контроля и регулирования, разработать критерии создания технологических процессов и оборудования электроплазменного напыления.

На кафедре «Материаловедения и высокоэффективных процессов обработки» СГТУ под руководством профессора В. Н. Лясникова проведены исследования влияния параметров процесса плазменного напыления на структуру и свойства покрытий из титана и гидроксиапатитовой керамики, применяемых при изготовлении внутрикостных стоматологических имплантатов, исполняющих роль несъемного протеза и рассчитанных на долговременное восприятие циклических нагрузок [1], оптимальной конструкцией которых считается комбинированная - компактная основа и пористое покрытие, которая обеспечивает требуемую механическую прочность, биосовместимость и высокую функциональную надежность.

Покрытия на имплантатах должны обладать комплексом часто взаимоисключающих свойств: высокой адгезией; пористостью не менее 40%, достаточной для прорастания в них костной ткани; развитой морфологией; хорошей биосовместимостью. Однако при таких параметрах структуры не всегда достигается требуемая прочность сцепления плазмонапыленных покрытий с основой. Известные методы повышения прочности сцепления не решают проблемы, поскольку рост пористости покрытия при этом вызывает снижение прочности соединения из-за уменьшения общей площади участков взаимодействия частиц с основой, а использование расплавляемого подслоя, в том числе из эвтектического сплава, приводит к неуправляемым изменением пористости и морфологии покрытия. Чтобы исключить опасность протекания указанных процессов, необходимо создать такие условия, при которых нагрев мог бы привести к диффузионному изменению состава подслоя на границах его контакта с материалом основы и с материалом покрытия, так что состав подслоя в указанных зонах имел бы температуру плавления ниже, чем материал основы и покрытия (контактное плавление), другими словами необходимо обеспечить сплавление основы, подслоя и покрытия только в зоне их контакта и исключить его в остальном объеме.

В связи с этим разработка процесса получения плазмонапыленных пористых, с развитой морфологией покрытий сплавленных с основой с высокой прочностью сцепления на базе комплексных исследований процессов диффузии в покрытии и основе при электроплазмотермической обработке (контактного плавления) и установления влияния на их свойства режимов электроплазменного напыления и обработки, является весьма актуальной научно-технической проблемой.

При этом наиболее важными результатами являются следующие:

- впервые предложен и обоснован способ повышения прочности соединения плазмонапыленных порошковых титановых покрытий с развитой морфологией и открытой пористостью, заключающийся в нанесении их на подслой ни-келида титана состава 51-61 % Ni и 49-39 % Ti и проведении плазмотермиче-ской обработки покрытия в диапазоне температур ДТ= 955-1110 °С;

- получена математическая модель, описывающая кинетику роста фазы расплава в зоне контакта основа — подслой — покрытие в зависимости от свойств материала подслоя, основы, покрытия, электрических параметров плазменного напыления, дисперсности напыляемых частиц, режимов плазмо-термической обработки и электрических параметров плазменной дуги при обработке струей плазмы, позволяющая прогнозировать свойства покрытия, при контактном плавлении в зонах основа-подслой и подслой-покрытие и исключать его в остальном объеме основы, подслоя и покрытия;

- установлено, что наибольшее влияние на прочность соединения покрытия в условиях нанесения его на подслой специального состава и плазмотерми-ческой обработки оказывают ток дуги плазмотрона, дистанция напыления при нанесении подслоя, а также время плазмотермической обработки. Получена эмпирическая зависимость, адекватно описывающая процесс в диапазоне изменения параметров электроплазменного напыления 1=100-400 A, L=50-100 мм;

Практическая ценность и реализация результатов работы:

На основе предложенного и разработанного способа повышения прочности соединения плазмонапыленных порошковых титановых покрытий с развитой морфологией и открытой пористостью при нанесении их на подслой нике-лида титана состава 51-61 % Ni и 49-39 % Ti и проведении плазмотермической обработки в диапазоне температур ДТ= 955-1110 °С разработана технология электроплазменного напыления и плазмотермической обработки покрытий, обеспечивающая повышение качества изделий с покрытиями, за счет получение высокой прочности соединения (до 60 МПа) при сохранении развитой морфологии и открытой пористости покрытий (до 30-40 %).

Положения и результаты, выносимые на защиту:

3. Полученное соотношение параметров технологического процесса электроплазменного напыления (подслоя: 1=280-300 A, L=80 мм; покрытия: 1=540-560А, L=100mm) и обработки струей плазмы (I=280-300A, L=50 мм, tO6P=7-10 мин) обеспечивает повышение прочности соединения на 80-100%, при снижении пористости покрытия на 5-10% по сравнению с другими способами повышения прочности соединения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 186 источников, изложена на 157 страницах машинописного текста, включая 51 рисунок, 18 таблиц.

Заключение диссертация на тему "Повышение качества покрытий путем электроплазмотермических воздействий, обеспечивающих эвтектическое плавление, развитую морфологию и пористость"

4.3. Выводы

1. На основе разработанного способа повышения прочности соединения плазмонапыленных порошковых титановых покрытий с развитой морфологией и открытой пористостью при нанесении их на подслой никелида титана разработана технология электроплазменного напыления покрытия и сплавления покрытия с подслоем и подслоя с основой, обеспечивающая прочность соединения 40-50 МПа и пористость 30-40 % при токах напыления подслоя 280-300 А и основного покрытия 540-560 А и проведении плазмотермической обработки при токе электрической дуги плазмотрона 280-300 А, расстоянии от плазмотрона до поверхности покрытия 50 мм и времени обработки 5-7 минут.

2. Произведен расчет экономического эффекта получения покрытий на имплантатах по предлагаемой технологии, который показал экономическую целесообразность производства титановых дентальных имплантатов с плазмонапыленным биоактивным покрытием с повышенной прочностью соединения.

Заключение

1. Обоснована возможность обеспечения сплавления подслоя с основой и покрытием только в зоне их контакта с сохранением необходимой морфологии и открытой пористости покрытия.

2. Использование при получении плазмонапыленных покрытий в качестве материала подслоя двойного сплава, режимы электроплазменного напыления, плазмотермической обработки и состав которого, подбирают таким образом, чтобы в зонах контакта основа-подслой, подслой-покрытие за счет диффузионных процессов образовывалась эвтектика и происходило ее плавление, а структура и морфология остальной части основы, подслоя, и покрытия не изменялись, обеспечивает повышение прочности соединения.

3. Учет режимов электроплазменного напыления и плазмотермической обработки, пористости, площади контакта частиц напыляемого материала с основой и между собой, кинетики роста фазы расплава в зонах контакта основа-подслой, подслой-покрытие в модельных представлениях позволяет установить взаимосвязь между прочностью соединения, свойствами материала, электрическими параметрами процесса плазменного напыления и обработки и адекватно описать процесс, что дает возможность прогнозировать толщину фазы расплава и получать покрытия с развитой морфологией, высокой пористостью и сплавленные в зонах контакта.

4. Установлено определяющее влияние на толщину фазы расплава тока дуги, дистанции напыления и продолжительности плазмотермической обработки.

5. Получена эмпирическая зависимость, отражающая влияние тока дуги и дистанции напыления подслоя и продолжительности плазмотермической обработки на прочность соединения плазмонапыленных титановых покрытий, нанесенных на подслой никелида титана и позволяющая определить оптимальные режимы электроплазменного напыления подслоя и покрытия и плазмотермической обработки.

6. Доказано образование переходной зоны состава Ti2Ni+TiNi в месте контакта основа-подслой и подслой-покрытие, при электроплазменном напылении титанового покрытия через подслой никелида титана на титановую основу с последующей плазмотермической обработкой, в результате диффузии титана и никеля в твердой фазе и образования областей эвтектического состава, обеспечивающих сплавление подслоя с основой и покрытием только в зонах их контакта, и исключая его в остальном объеме основы, подслоя и покрытия.

7. На основе разработанного способа повышения прочности соединения плазмонапыленных порошковых титановых покрытий с развитой морфологией и открытой пористостью при нанесении их на подслой никелида титана разработана технология электроплазменного напыления покрытия и сплавления покрытия с подслоем и подслоя с основой, обеспечивающая пррчность соединения 40-50 МПа и пористость 30-40 % при токах напыления подслоя 280-300 А и основного покрытия 540-560 А и проведении плазмотермической обработки плазменной струей при токе дуги 280-300 А, расстоянии от плазмотрона до поверхности покрытия 50 мм и времени обработки 5-7 минут.

Библиография Наконечных, Андрей Сергеевич, диссертация по теме Электротехнология

1. Новое в технологии, производстве и применении стоматологических имплантатов.: Тез. докл. 2-й междунар. конф. Саратов, 10-13 октября 1994 г. -Саратов : Сарат. гос. техн. ун-т, 1994. 113 с.

2. Новые концепции в технологии, производстве и применении стоматологических имплантатов. : Тез. докл. 3-й междунар. конф. Саратов, 4-6 июня 1996 г. Саратов : Сарат. гос. техн. ун-т, 1996. - 141 с.

3. Современные проблемы имплантологии.: Тез. докл. 4-й междунар. конф., Саратов, 25-27 мая 1998 г. Саратов : Сарат. гос. техн. ун-т, 1998. - 124 с.

4. Смирнов Б.М. Ионы и возбужденные атомы / Б.М. Смирнов. М. : Атомиздат, 1974. -210 с.

5. Харламов Ю.А. Напряжения на поверхности детали при соударении с расплавленной частицей / Ю.А. Харламов // Физика и химия обработки материалов. 1990. - №6. - С.80-85.

6. Харламов Ю.А. Контактный теплообмен при растекании расплавленных частиц на твердой поверхности / Ю.А. Харламов // Физика и химия обработки материалов. 1990. - №6. - С.86-90.

7. Кудинов В.В. Плазменные покрытия / В.В. Кудинов. М. : Наука, 1977. - 184 с.

8. Березин М. И. Низкотемпературная плазма и области ее применения / М. И. Березин // Обзоры по электронной технике. Сер. Технология, организация производства и оборудование. М., 1973. - Вып. 24 (167). - С. 25-29.

9. Попов В. Ф. Нераспыляемые газопоглотители / В. Ф. Попов. Л., 1975.- 150 с.

10. Похмурский В. И. Основы формирования защитных и восстанови тельных покрытий электродуговым напылением из порошковых проволок / В. И. Похмурский, М. М. Студент, В. С. Пих // ФХММ. 1986. - № 6. - С. 23-29.

11. Kon A. Das Plasma-Spritzverfahren / А. Коп // Konstrukteur. 1980. - Bd. 11. -№ 12.

12. Molnar A. A plasmazmaszoro-felrako eljarasok Kahaszali alkalmazasa / A. Molnar // Borsodi moszakigard ebet. 1982. - № 1.

13. Shushan T. The formation Mechanism of Plasma spraywelding Overley and its characteristic Zones / T. Shushan, D. Zhangxiong // International Thermal Spraying Conference „Advances in Thermal Spraying" JTSC-86. Montreal, 1986. -P. 691-699.

14. Борисов Ю. С. Плазменные порошковые покрытия / Ю. С. Борисов, А. Л. Борисова. К.: «Техника», 1986. - 223 с.

15. Mash D. R. Process variables in plasmajet spraying / D. R. Mash, N. E. Weare, D. L. Walker// J. Of Metals. 1961. - № 7. - P. 473-478.

16. Демиденко Л. М. Высокоогнеупорные композиционные покрытия / Л. М. Демиденко. М.: Металлургия, 1979. - 216 с.

17. Костиков В. И. Плазменные покрытия / В. И. Костиков, Ю. А. Шестерни. М.: Металлургия, 1978. - 159 с.

18. Кудинов В. В. Плазменные покрытия / В. В. Кудинов. М.: Наука, 1977.- 184 с.

19. Максимович Г. Г. Физико-химические процессы при плазменном напылении и разрушении материалов с покрытиями / Г. Г. Максимович, В. Ф. Шатинский, В. И. Копылов. Киев: Наук, думка, 1983. - 264 с.

20. Kitahara S. A study of the bonding mechanism of sprayed coatings / S. Ki-tahara // J. Vac. Sci. Technol. 1974. - v. 11. - N 4. - P. 747-753.

21. Лясников В. Н. Плазменное напыление / В. Н. Лясников, А. Ф. Большаков, В. С. Емельянов ; Сарат. гос. техн. ун-т. Саратов: СГТУ, 1992. -164 с. - ISBN 5-7433-0484-х.

22. Лясников В. Н. Свойства плазменных покрытий / В. Н. Лясников // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1989. - Вып. 2. - С. 85-96.

23. Лясников В.Н. Технология и свойства покрытий, получаемых плаз' , менным напылением и используемых в производстве электронной техники / В.

24. Н. Лясников // Обзоры по электронной технике. Сер. 7. Технология, организация производства и оборудование. М.: ЦНИИ "Электроника", 1984,- Вып. 3 (1004).-96 с.

25. Пекшев П. Ю. Пористость плазменно-напыленного оксида алюминия / П. Ю. Пекшев, В. А. Сафиуллин // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1988. -Вып. 5.-№18.-С.99-110.

26. Пекшев П. Ю. Структура и пористость плазменно-напыленных материалов на основе диоксида циркония / П. Ю. Пекшев, В. В. Губенко // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1988. - Вып. 5. - № 18. - С. 111 - 119.

27. Лясников В. Н. Физико-химические свойства плазменных покрытий /

28. Franklin I. R. The Surface Coating of Materials / I. R. Franklin // Materials & Design. 1985. - Vol. 6. -№3.-P. 131 - 133.

29. Asahi N. A Study of Metallurgical Characteristics of Low Pressure Plasma Sprayed Titanium Coatings / N. Asahi, Y. Kojima // International Conference Vacuum Metall. Tokyo, Japan, 1982. - P. 26-30.

30. Dykhyizen R. C. Investigations into the Plasma-spray Process / R. C. Dyk-hyizen, M. F. Smith // Surface and Coatings Technology. 1989. - Vol. 37. - P. 349358.

31. Зимон А. Д. Адгезия пленок и покрытий / А. Д. Зимон. М.: «Химия», 1977.-352 с.

32. Влияние акустических колебаний на характеристики процесса плазменного напыления / А.Ф. Илюшенко и др. // Материалы IX всесоюзн. конф. по генераторам низкотемпературн. плазмы ИЛИМ. М., 1983. - С. 292293.

33. Лясникова А. В. Повышение качества электроплазменного напыления биопокрытий имплантатов на основе модифицирования поверхности подложки: дис. .канд. техн. наук : 05.09.10 / Лясникова Александра Владимировна. Саратов: СГТУ, 2002. - 220 с.

34. Протасова Н. В. Управление формообразованием и свойствами биокомпозиционных покрытий дентальных имплантатов при электроплазменном напылении: дис. .канд. техн. наук : 05.09.10 / Протасова Наталья Владимировна. Саратов: СГТУ, 2000. - 251 с.

35. Патент 1758082 Россия. МПК 5 С 23 С 4/02. Способ подготовки поверхности деталей / В. О. Надольский, А. Н. Навознов (Россия). 4 с. илл.

36. Патент 1779697 Россия. МПК 5 С 23 С 4/02. Способ обработки поверхности под покрытия / JI. А. Киселев, В. В. Блохин (Россия). 5 с. илл.

37. Бабад-Захряпин А. А. Химико-термическая обработка в тлеющем разряде / А. А. Бабад-Захряпин, Г. В. Кузнецов. М., 1975. - 252 с.

38. Применение тлеющего разряда в технологии получения плазменных покрытий / С. Р. Пустотина, Н. Н. Глухова, Н. Н. Новиков, Е. П. Тихонечко // Электронная обработка материалов. 1982. - № 4. - С. 28-36.

39. Очистка поверхности изделий перед напылением газовыми разрядами / В. М. Таран, Б. С. Митин, Г. В. Бобров и др. // Теория и практика газотермического нанесения покрытий. Дмитров, 1983. - С. 52-56.

40. Черепнин Н. В. Основы очистки, обезгаживания и откачки в вакуумной технике / Н. В. Черепнин. М., 1967. - 210 с.

41. Ройх И. JI. Особенности адгезии вакуумно-осажденных слоев окислов к стеклу и ситаллу после обработки их поверхности в тлеющем разряде / И. JI. Ройх, В. А. Жаров // Физика и химия обработки материалов. 1976. - № 6. - С. 32-41.

42. Анищенко JI. М. Влияние параметров обработки диэлектрических подложек в плазме тлеющего разряда на адгезию металлических покрытий / JI. М. Анищенко, С. Е. Кузнецов, В. А. Яковлева // Физика и химия обработки материалов. 1984. - № 5. - С. 23-30.

43. Salomon G. Adhesion a. Adhesives / G. Salomon. Amsterdam, 1965. - v. l.-P. 1-140.

44. Хоперня Т. H. Химическое никелирование неметаллических материалов / Т. Н. Хоперня. JI.: Лен. дом научн. - тех. пропаганды, 1953. - №3. - 23 с.

45. Борисов Ю. С. Плазменные порошковые покрытия / Ю. С. Борисов, А. Л. Борисова. К.: «Техника», 1986. - 223 с.

46. Патент 1813791 Россия. МПК 5 С 23 С 4/00. Способ напыления покрытий / М. А. Можайский, В. А. Мисюра (Россия). 4 с. илл.

47. Патент 1819293 Россия. МПК 5 С 23 С 4/00, 4/18. Способ последующей обработки покрытий напыленных плазменным методом / И. И. Сидорюк,

48. В. Н. Лясников, В. И. Похмурский, О. И. Веселкова, В. А. Наговская, Р. Г. Пар-хета (Россия). 5 с. илл.

49. Патент 2164966 Россия. МПК 5 С 23 С 24/10. Способ нанесения покрытий из металлических порошков / В. В. Вашковец (Россия). 4 с. илл.

50. Патент 1798377 Россия. МПК 5 С 23 С 4/18. Способ получения покрытий / Т. П. Шмырева, И. Е. Долженков, А. Г. Нижниковский, Н. Д. Мачу-ская, В. И. Ибатулин (Россия). 5 с. илл.

51. А. с. 306198 СССР. МКИ 5 С 23 С 7/00. Способ получения металлических покрытий / Е. А. Резников, Л. С. Ляховецкий, Л. Я. Донской, Е. В. Про-скуркин, С. М. Мясоедов (Россия). 4 с. илл.

52. Патент 2029791 Россия. МПК 5 С 23 С 4/18. Способ получения покрытий / Т. П. Шмырева, И. Е. Долженков, А. Г. Нижниковский, Н. Д. Мачу-ская, В. И. Ибатулин (Россия). 4 с. илл.

53. Патент 1673635 Россия. МПК 5 С 23 С 4/02. Способ подготовки поверхности перед нанесением газотермических покрытий / Д. Ю. Терехов, Б. М. Соловьев (Россия). 4 с. илл.

54. Патент 1618779 Россия. МПК 5 С 23 С 4/12. Способ получения композиционных покрытий из порошковых материалов / В. А. Кот, И. Л. Куприянов, Л. И. Севковская, А. А. Верстак (Россия). 5 с. илл

55. Патент 2023740 Россия. МПК 5 С 23 С 4/00, 4/08. Способ нанесения покрытий / Е. Ф. Гриц (Россия). 4 с. илл.

56. Патент 2005813 Россия. МПК 5 С 23 С 10/12, 4/02. Способ восстановления поврежденных поверхностей металлических изделий / В. В. Глебов, М. П. Ковалев (Россия). 4 с. илл.

57. Эпик А. П. Получение покрытий / А. П. Эпик, С. Ю. Шаривкер, Е. А. Астахов // Порошковая металлургия. 1966. - №3. - С. 48-53.

58. Лясников В. Н. Комплексные исследования функциональных плазменных покрытий, разработка оборудования, технологии и внедрение их в серийное производство ЭВП: автореф. . д-ра техн. наук : 05.27.07 / Лясников Владимир Николаевич. М.: МИЭМ, 1987. - 20 с.

59. Лясников В. Н. Плазменное напыление покрытий в производстве изделий электронной техники / В. Н. Лясников, В. С. Украинский, Г. Ф. Богатырев ; Сарат. гос. техн. ун-т. Саратов : СГТУ, 1985. - 200 с.

60. Физические величины : Справочник / А. П. Бабичев, И. А. Бабушкина, А М. Братковский и др.; под ред. И. С. Григорьева, Е. 3. Мейлихова. М.: Энер-гоатомиздат, 1991. - 1232 с.

61. Лясников В. Н. Свойства плазменных покрытий / В. Н. Лясников, Г. Д. Глебов // Обзоры по электронной технике. Сер. Электроника СВЧ. М., 1979.-Вып. 2(611).

62. Лясников В. Н. Плазменное напыление порошковых материалов на детали электронных приборов / В. Н. Лясников, Г. Ф. Богатырев // Обзоры по электронной технике. Сер. Технология, организация производства и оборудование. М., 1978. - Вып.4 (528).

63. Лясников В. Н. Свойства плазменных титановых покрытий / В. Н. Лясников, А. А. Курдюмов // Обзоры по электронной технике. Сер. Технология, организация производства и оборудование. М.: ЦНИИ Электроника, 1983. -Вып. 1 (925).-34 с.

64. Lyasnikov V. N. Properties of Plasma-Sprayed Powder Coatings / V. N. Lyasnikov // Journal of Advanced Materials. 1994. - Vol. 4. - P. 45-51.

65. Kremith R. Am. Ceram. Soc. Bull / R. Kremith, J. Rosenberg, V. Hopkins. 1968. - v. 47. - №9. - P. 813-818.

66. Внутрикостные имплантаты в стоматологии : материалы 2-й региональной конф. Кемерово, 1988. - 167с.

67. Мощные ультразвуковые поля. Физика и техника мощного ультразвука / Под ред. JI. Д. Розенберга. М.: Наука, 1968. - 267 с.

68. Эскин Г.И. Ультразвуковая обработка расплава алюминия / Г.И. Эскин. 2-е издание. - М.: Металлургия, 1988. - 233 с. - ISBN 5-230-10656-5.

69. Особенности плазменного напыления порошковых покрытий с воздействием УЗ / Н. В. Бекренёв, В. Н. Лясников, О. А. Дударева, Н. В. Протасова, А. С. Конищев // Плёнки и покрытия 2001 : труды 6-й Междунар. конф. / СПбГТУ. СПб., 2001. - С. 341-346.

70. Патент № 2026887 Россия. МКИ 5 С 23 С 4/00, 14/00, 16/00. Способ нанесения антикоррозионных покрытий / В. Н. Бакулин, А. В. Бакулин (Россия). 5 с. - илл.

71. Эскин Г. И. К вопросу о роли кавитации в процессе дегазации расплавленных металлов под действием ультразвуковых колебаний / Г.И. Эскин // Материалы 4 Всесоюзной акустической конференции. М., 1968. - С. 37-39.

72. Князьков А. А. Плазменное напыление композиционных материалов из титана и гидроксиапатита на имплантаты при воздействии ультразвуковых колебаний : дис. канд. техн. наук : 05.09.10 / Князьков Андрей Александрович. Саратов, 2000. - 161 с.

73. Евдокимов Ю. М., Москвитин Н. И. В сб.: Сб. работ Моск. Лесо-техн. ин-та. - 1969. - №22. - С 21-39.

74. Лоскутов В. С. О возможности управления механическими характеристиками материалов, получаемых методом плазменного напыления / В. С. Лоскутов // Порошковая металлургия. 1978. - № 8. - С. 23-30.

75. Контактно-реактивная пайка нержавеющих сталей между собой и с другими материалами / Н. М. Будник, А. А. Чуларис, К. Н. Дмитриев, и др. // Сварочное производство. 1971. - №10. - С. 37-39.

76. Долгов Ю. С. Использование контактного плавления для соединения металлов / Ю. С. Долгов // Пайка в приборостроении : материалы семинара / МДНТП им. Дзержинского. 1964. - С.63-78.

77. Долгов Ю. С. Вопросы формирования паяного шва / Ю. С. Долгов, Ю. Ф. Сидохин. -М.: «Машиностроение», 1973. 133 с.

78. Петрунин И. Е. Физико-химические процессы при пайке / И. Е. Пет-рунин. М.: «Высшая школа», 1972. - 279 с.

79. Саратовкин Д. Д. Дендритная кристаллизация / Д. Д. Саратовкин. -М.: Металлургиздат, 1957. 128 с.

80. Куприянов И. Л. Газотермические покрытия с повышенной прочностью сцепления / И. Л. Куприянов, М. А. Геллер. Мн.: Навука i тэхнжа, 1990. - 176 с. - ISBN 5-94462-025-0.

81. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов : учебник для вузов / Ю. М. Лахтин. 3-е изд. - М.: «Металлургия», 1983. - 360 с.

82. Лучинский Г. П. Химия титана / Г. П. Лучинский. М.: Химия, 1971.472 с.

83. Изучение механических свойств и коррозионной стойкости защитных покрытий на основе системы Ni-Ti / А. А. Морозюк, Н. Б. Фомичева, И. А. Кле-пинина, Н. Н. Сергеев // Диффузионные процессы в металлах: сборник научных трудов. Тула: ТулПИ, 1987. - 134 с.

84. Солнцев Ю. П. Материаловедение: Учебник для вузов / Ю. П. Солнцев, Е. И. Пряхин, Ф. Войткун. изд. 2-е перераб. и доп. - СПб.: ХИМИЗДАТ, 2002. - 696 с. - ISBN 5-7422-0254-0.

85. Руководство по ортопедической стоматологии / Под ред. В. Н. Копей-кина. М.: «Триада-Х», 1998. - 469 с. - ISBN 5-7433-0441-6.

86. Сплавы с эффектом памяти формы / К. Оцука, К. Симидзу, Ю. Судзу-ки и др. ; под ред. Фунакубо Х М.: Металлургия, 1990. - 224 с. - пер. с японск. -ISBN 5-7433-0441-6.

87. Сплавы с памятью формы в медицине / В. Э. Гюнтер, В. В. Котенко, М. 3. Миргазизов, В. К. Поленичкин, И. А. Витюгов, В. И. Итин и др. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1986. - 208 е.- ISBN 5-7433-1052-01.

88. Гюнтер В.Э., Котенко В.В., Поленичкин В.К., Итин В.И. // Изв. вузов. Физика. 1985. - № 5. - С. 127-131.

89. Эффекты памяти формы и их применение в медицине / В.Э. Гюнтер, В.И. Итин, Л.А. Монасевич и др. Новосибирск: Наука, 1992. - 742 с. - ISBN 5292-02082-6.

90. V.E. Gjunter, Superelastic Shape Memory Implants in Maxillofacial Surgery, Traumatology, Orthopaedics and Neuro-surgery, Tomsk University Publishing House (TUP), Tomsk, Russia, 1995.

91. Silberstein B.M. Porous nickel-titanium implants for spinal anterior fusion / B.M. Silberstein // Proceedings of the First International Symposium on Advanced Biomaterials (ISAB), Montreal, Canada. 1997. - P. 164.

92. The use of nickel-titanium alloy in orthopedic surgery in China / P.P.F. Kuo, P.J. Yang, Y.F. Zhang, H.B. Yang, Y.F. Yu, K.R. Dai, W.Q. Hong, M.Z. Ke, T.D. Cai and J.C. Tao // Orthopedics. 1989. - №12(1). - P. 111-116.

93. A preliminary investigation of shape memory alloys in the surgical correction of scoliosis / J.O. Sanders, A.E. Sanders, R. More and R.B. Ashman // Spine. -1993. №18(12). - P. 1640-1646.

94. Dai К. Studies and applications of NiTi shape memory alloys in the medical field in China / K. Dai // Biomed. Mater. Eng.- 1996. №6. - P. 233-240.

95. Yahia L'H. Bioperformance of shape memory alloys / L'H. Yahia and J. Ryhanen // Shape Memory Implants, L'Hocine Yahia, ed., Springer-Verlag. 2000. -P. 3-23.

96. Sheleg V.K. Effect of the method of production of porous metallurgy materials on their capillary proper-ties (Review) / V.K. Sheleg and V.V. Sabich // Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 1996. - №35 (5-6). - P. 244-252.

97. Ayers R.A. Porous NiTi and a material for bone engineering, basic properties / R.A. Ayers, T.A. Bateman and S.J. Simske // Shape Memory Implants, L'Hocine Yahia, ed., Springer-Verlag. 2000. - P. 320-331.

98. Itin V.I. Mechanical properties and shape memory of porous nitinol / V.I. Itin, V.E. Gjunter, S.A. Shabalovskaya and R.L.C. Sachdeva // Materials Characterization. 1994. - №32. - P. 179-187.

99. Rhalmi S. Hard, soft tissue and in vitro cell response to porous nickel-titanium: a biocompatibility evaluation / S. Rhalmi, M. Odin, M. Assad, M. Tabrizian, C.H. Rivard and L'H. Yahia // Bio-Medical Materials and Engineering. -1999. -№9.-P. 151-162.

100. Hernandez R. Characteristics of porous nickel-titanium alloys for medical applications / R. Hernandez ,S.Polizu ,S. Turenne and L'H. Yahia // Bio-Medical Materials and Engineering. 2002. - №12. - P. 37-45.

101. Michel Assad. A new porous titanium-nickel alloy: Part 1. Cytotoxicity and genotoxicity evaluation / Michel Assad, Alexandr Chernyshov, Michel A. Leroux, Charles-H. Rivard // Bio-Medical Materials and Engineering. 2002. - №3. -Volume 12.-P. 225-237.

102. Puertolas J.A. Design of a suture anchor based on the superelasticity of the Ni-Ti alloy / J.A. Puertolas, J.M. Perez-Garcia, E. Juan, R. Rios // Bio-Medical Materials and Engineering. 2002. - №3. - Volume 12. - P. 283 - 289.

103. Функциональные композиционные материалы "биокерамика никелид титана" для медицины/ В.И. Итин, Н.А. Шевченко, Е.Н. Коростелева, А.А. Тухфа-туллин, М.З. Миргазизов, В.Э. Гюнтер // Письма в ЖТФ. - 1997. - том 23. - № 8.

104. Лариков Л. Н. Диффузионные процессы в твердой фазе при сварке / Л. Н. Лариков, В. Р. Рябов, В. М. Фальченко. М.: «Машиностроение», 1975. -192 с.

105. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача : учебное пособие для вузов / В.В. Нащокин. М.: «Высшая школа», 1969. -560 с.

106. Газотермические покрытия из порошковых материалов: Справочник / Ю.С. Борисов, Ю. А. Харламов, С. Л. Сидоренко и др. Киев: Наукова думка, 1987.-543 с.

107. Газотермическое напыление композиционных материалов / А. Я. Кулик, Ю. С. Борисов, А.С. Мнухин и др. Л.: Машиностроение, 1985. - 197 с.

108. Донской А.В. Электроплазменные процессы и установки в машиностроении / А.В. Донской, B.C. Клубникин. Л.: Машиностроение, 1979. -221 с.

109. Кудинов В.В. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий / В.В. Кудинов, В.М. Иванов. М.: Машиностроение, 1981. - 192 с.

110. Пытьев Ю.П. И.А. Курс теории вероятностей и математической статистики для физиков / Ю.П. Пытьев, И.А. Шишмарев. М.: Изд-во МГУ, 1983.-246 с.

111. Гришин В.К. Статистические методы анализа и планирования экспериментов / В. К. Гришин. М: Изд-во МГУ, 1975.- 162 с.

112. Бродский В.З. Введение в факторное планирование эксперимента / В. 3. Бродский. М.: Наука, 1976. - 126 с.

113. Бродский В.З. Многофакторные регулярные планы / В. 3. Бродский. -М.: Издат. МГУ, 1972. 97 с.

114. Голикова Т. И. Каталог планов второго порядка/Т. И. Голикова, Л. А. Панченко, М. 3. Фридман : Ч I, 2. М.: МГУ, 1974. - 75 с.

115. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц/ Ф.Р. Гантмахер. М.: Наука, 1966.348 с.

116. Тейлор Дж. Введение в теорию ошибок : пер. с англ. / Дж. Тейлор. -М.: Мир, 1985.-272 с.

117. Зайдель А.И. Ошибки измерений физических величин / А.И. Зайдель. Л.: Наука, 1974. - 243 с.

118. Плаченов Т. Г., Колосенцев С. Д. Порометрия. Л.: Химия, 1988. -176с. - ISBN 5-292-02486-4.

119. ГОСТ 9.304-89. Покрытия газотермические. Общие требования и методы контроля. М.: Изд-во стандартов, 1988. - 14 с.

120. Родионов И. В. Влияние окисления на свойства плазмонапыленных титан гидроксиапатитовых и оксидных биосовместимых покрытий дентальных имплантатов : дис. канд. техн. наук : 05.09.10 / Родионов Игорь Владимирович. - Саратов, 2004. - 183 с.

121. Борисов Н.В. Контакт расплава с двумя твердыми металлами. Кинетика образования фазы покрытия / Н.В. Борисов, В.А. Терешин // Диффузионные процессы в металлах: сб. научн. трудов. Тула, 1983. - С. 79-86.

122. Порошковая металлургия и напыленные покрытия: учебник для вузов / В. Н. Анциферов, Г. В. Бобров, Л. К. Дружинин и др. М.: Металлургия, 1987.-792 с.

123. Параскевич В. Л. Дентальная имплантология. Основы теории и практики : Научно практическое пособие / В. Л. Параскевич. - Мн.: ООО «Юни-пресс», 2002. - 368 с. - ISBN 5-230-07178-8.

124. Советский энциклопедический словарь / Гл. ред. A.M. Прохоров. 2-е изд. - М.: Сов. Энциклопедия, 1988. - 1600 с.

125. Диффузионные процессы в металлах: сборник научных трудов. Тула: ТулПИ, 1987. - 134 с.

126. Казаков Н. Ф. Диффузионная сварка материалов / Н. Ф. Казаков. -изд. 2-е, перераб. и доп. М: «Машиностроение», 1976. - 312 с.

127. Конюшков Г. В. Диффузионная сварка в электронике / Г. В. Конюш-ков, Ю. Н. Копылов ; под общ. ред. Н. Ф. Казакова. М: «Энергия», 1974. - 168 с.

128. Герцрикен С.Д. Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе / С.Д. Герцрикен, И. Я. Дехтяр. М.: Физматгиз, 1960. - 563 с.

129. Металлургия и технология сварки титана и его сплавов / С. М. Гуре-вич, В. Н. Замков, В. Е. Блащук и др. 2-е изд., доп. и перераб. - Киев: Наук. Думка, 1986.-240 с.

130. Савицкая JI. К. К вопросу о природе контактного плавления / JI. К. Савицкая, П. А. Савинцев // Изв. вузов. Физика. 1961. - №6. - С. 126-131.

131. Савицкая JI. К. Исследование поверхностных явлений при контактном плавлении металлов / Савицкая, П. А. Савинцев // Поверхностные явления в расплавах и процессах порошковой металлургии. Киев: Изд-во АН УССР, 1963.-с. 273-280.

132. Готлиб JI. И. Плазменное напыление / JI. И. Готлиб. М.: ЦИНТИ химнефтемаш, 1970. - 72 с.

133. Олесова В.Н. Экспериментально-клиническое и биомеханическое обоснование выбора имплантата в клинике ортопедической стоматологии : дис. канд. мед. наук : / Олесова Валентина Николаевна. Пермь. 1986. - 190 с.

134. John Wiley. Hydroxyapatite cofting on titanium arc sprayed titanium / Wiley Jolm // Ophthalmology. - 1997. - №3. - volume 35. - P. 287-295.

135. Применение плазменного напыления в производстве имплантатов для стоматологии / В.Н. Лясников, В.В. Петров, В.Р. Атоян, Ю.В. Чеботарев-ский : под ред. В.Н. Лясникова / Сарат. гос. техн. ун-т. Саратов : СГТУ, 1993. - 40 с. - ISBN 5-230-07136-2.

136. Экспериментальное изучение тканевой совместимости титановых имплантатов, покрытых гидроксиапатитом и окисью алюминия путем плазменного напыления / А.Г. Фролов и др. // Стоматология. 1995. - №3. -С. 9.

137. Aoki A. Characterization of fine hydroxyapatite powders synthesized by wet process / A. Aoki, Y. Sakka, N. Muramatsu //11 Ant. Conf. Phosphorus Chem, Tallinn, July 3-7, 1989. Abstr. Post. V.2. Tallinn, 1989. - P. 515.

138. Jiyong Chen. Effect of atmospheres on phase transformation in plasma-sprayed hydroxy apatite coating during heat treatment / Jiyong Chen, Weidong Tong, Yang Cao, Jiaming Feng, Xingdong Zhang // . 1997. - №1. -volume 34. P. 215-223.

139. Лясников В.Н. Биологически активные плазмонапыленные покрытия для имплантатов / В.Н. Лясников, Л.А. Верещагина // Перспективные материалы. -1996. №6.- С. 50-55.

140. Лясников В. Н. Комплексный подход к разработке и применению дентальных имплантатов / В. Н. Лясников, А.А. Князьков, Н.В. Бекренев // Имплантаты в стоматологии : специальный выпуск. 1999. - .№2 - С. 62-65.

141. Влияние акустических колебаний на характеристики процесса плазменного напыления / А.Ф. Илюшенко и др. // Материалы IX всесоюзн. конф. по генераторам низкотемпературн. плазмы ИЛИМ. М., 1983. - С. 292293.

142. Кипарисов С. С, Либензон Г.А. Порошковая металлургия / С. С. Кипарисов, Г.А. Либензон. М.: Машиностроение, 1980. - 495 с.

143. Физика и техника низкотемпературной плазмы / С. В. Дресвин, А. В. Донской, В. С. Гольдфарб и др. М.: Атомзидат, 1972. - 352 с.

144. Анциферов В.Н. Расчет контактных температур при плазменном напылении с учетом конечной скорости распространения тепла / В.Н. Анциферов, A.M. Шмаков // Физика и химия обработки материалов. 1995. - №4. - С. 80-87.

145. Севастьянов В.И. Биосовместимые материалы медицинского назначения / В.И. Севастьянов // Перспективные материалы. 1995. - №5. - С. 41-45.

146. Биокомпозиционные плазмонапыленные покрытия, материалы в че-люстно-лицевой хирургии и стоматологии / В.Н. Лясников, К.Г. Бутовский, О.В. Бейдик и др. // Тез. докладов 1-й Всероссийской научн. конф. М., 1997. -С. 8.

147. Piliar P.M. Porous surfaced metallicimplants for orthopedic applications / P.M. Piliar// J. of Beomedical Materials Res. - 1987. - V. 21. - № 21. - P.l-33.

148. Биосовместимые покрытия для металлических имплантатов, получаемых лазерным напылением / С. С. Алимпиев, Е. Н. Антонова, В.Н. Баг-раташвили и др. // Стоматология. 1996. - № 5. - С. 64-67.

149. Сплавы титана и перспективы их применения в стоматологии // Информационное письмо Пермского медицинского института. Пермь, 1986.

150. Порошковая металлургия: материалы, технология, свойства, области, применения : Справочник / И.М. Федорченко, И.Н. Францевич, И.Д. Рабо-мысельский и др. Киев : Наукова думка, 1985. - 624с.

151. Любимов Б.В. Защитные покрытия изделий : Справочник конструктора/Б. В. Любимов. Л. : Машиностроение, 1969. -214с.

152. Газотермическое напыление в промышленности СССР и за рубежом : доклады и рекламные сообщения, представленные на международный семинар ; Ленинград 27-29 мая 1991 г. Л. : Машиностроение, 1991. - С.63-65.

153. Хасуй А. Наплавка и напыление / А. Хасуй, О. Моригаки. М. : Машиностроение, 1985. - 321 с.

154. Харламов Ю. А. Классификация способов газотермического напыления покрытия / Ю. А. Харламов // Сварочное производство. 1982. - № 3.-С. 40-41.

155. Харламов Ю. А. Формирование зоны контакта детонационных покрытий с подложкой / Ю. А. Харламов // Порошковая металлургия. 1982. -№ 9. - С.31-35.

156. Плазменное напыление биоактивных покрытий на имплантаты / Карасев М. В., Клубникин В. С, и др. // Газотермическое напыление покрытий : сборник руководящих технических материалов. ИЭС им. Е. О. Патона. Киев; 1990.- 176 с.

157. Медведев Ю. М. О влиянии шероховатости и степени наклепа на прочность сцепления плазменных покрытий / Ю. М. Медведев, И.А. Морозов // Физика и химия обработки материалов. 1975. - № 4. - С. 27-30.

158. Получение плазменных покрытий с программируемыми свойствами / И. М. Фиалко, В. Г. Прокопов, И. О. Меранова и др. // Физика и химия обработки материалов. 1993. - № 4. - С.83 - 93.

159. Лясников В.Н. Построение математической модели процесса плазменного напыления порошковых материалов / В.Н. Лясников, Б.Ф. Рыженко // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. 1979. - Вып.5. - С.64-70.

160. Мангомерн Д.К. Планирование эксперимента и анализ данных / Д.К. Мангомерн. Л.: Судостроение, 1980. - 231 с.

161. Спиридонов А.А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов / А.А. Спиридонов. М.: Машиностроение, 1981. -209с.

162. Найдич Ю.В. Контактные явления в металлических расплавах / Ю.В. Найдич. Киев : Наукова думка, 1972. - 341 с.

163. Корчагин А. В. Повышение качества и оптимизация технологии плазменного напыления биопокрытий из титана и гидроксиапатита на им-плантаты : дис. канд. техн. наук : 05.09.10 / Князьков Алексей Владимирович. -Саратов, 1999. 146 с.

164. Салимжанова Е. В. Физико-химические и коррозионно-электрохимические свойства плазмонапыленных биоактивных покрытий ти-тан-гидроксиапатит : дис. канд. хим. наук : / Салимжанова Е. В. Саратов, 2003. - 186 с.

165. Ковалев В.В. Финансовый анализ: Управление капиталом. Выбор инвестиций. Анализ отчетности / В.В. Ковалев. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Финансы и статистика, 1998. - 512 с. - ISBN 5-230-06540-0.

166. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования / А.Г. Шахназаров и др. М., 1994. - 80 с. - ISBN 5-230-07178-8.

Похожие работы

Электротехника
05.09.00