ZRCN ЖАБЫНДАРЫНЫҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ-ФАЗАЛЫҚ СИПАТТАМАЛАРЫН HVOF-ПРОЦЕСІНІҢ ПАРАМЕТРЛЕРІНІҢ ӘСЕРІМЕН ЗЕРТТЕУ

Бұл зерттеу жұмысында жоғары жылдамдықты оттегі-отынды бүрку (HVOF) әдісімен алынған ZrCN жабындарының құрылымдық-фазалық сипаттамаларына оттегі қысымының әсері қарастырылды. Жабындар 65Г болатының бетіне «Termika-3» қондырғысында отын, ауа және бүрку арақашықтығының тұрақты параметрлерін сақтай отырып, оттегі қысымын 4,0-4,5 бар аралығында өзгерту арқылы алынды. Рентгенофазалық талдау нәтижесінде жабындардың негізгі матрицасы гранецентрлі кубтық торлы (Fm-3m) Zr(C,N) қатты ерітіндісінен тұратыны анықталды. Оттегі қысымының артуы ZrCN қосылысының ішінара термиялық ыдырауына және ZrC, ZrN фазаларының, сондай-ақ ZrO₂ оксидтік қосылыстарының түзілуіне алып келеді. Жабын құрылымында оттегінің қанығуы, түйіршіктердің майдалануы және тор параметрінің ұлғаюы байқалды. (А-c) жабындарының микроқаттылығы 1512-1857 HV деңгейіне дейін жетеді, бұл бастапқы үлгімен салыстырғанда шамамен бес есе артуға сәйкес келеді. Алынған нәтижелер HVOF процесіндегі оттегі қысымын реттеу жабындардың фазалық құрамы мен морфологиясына, сондайақ адгезиялық байланыстардың сапасына айтарлықтай әсер ететінін көрсетті. Бұл өз кезегінде жабындардың қаттылығы, пластикалығы және термиялық тұрақтылығының оңтайлы үйлесіміне қол жеткізуге мүмкіндік береді.

1. Microstructure and Mechanical Properties of ZrN, ZrCN and ZrC Coatings Grown by Chemical Vapor Deposition / F. Frank et al // Coatings. – 2021. – № 11(5). – Р. 491. https://doi.org/10.3390/coatings11050491.

2. Shishkin R.A. The study of physico-chemical transformations in the process of low-temperature synthesis of zirconium carbide / R.A. Shishkin, V.S. Kudyakova, N.V. Zhirenkina // NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). – 2019. – № 2. – Р. 45-48. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-2-45-48.

3. Electrochemical performance of TiCN coatings with low carbon concentration in simulated body fluid / Q. Wang et al // Surf. Coat. Technol. – 2014. – № 253. – Р. 199-204. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2014.05.037.

4. Improving the Efficiency of Air Plasma Spraying of Titanium Nitride Powder / A. Kengesbekov et al // Coatings. – 2022. – № 12(11). – 1644. https://doi.org/10.3390/coatings12111644.

5. Preparation and Characterization of NiCr/NiCr-Al₂O₃/Al₂O₃ Multilayer Gradient Coatings by Gas Detonation Spraying / B. Rakhadilov et al // Coatings. – 2021. – № 11(12). – Р. 1524. https://doi.org/10.3390/coatings11121524.

6. Development and Studying of the Technology for Thermal Spraying of Coatings Made from Ultra-High-Molecular-Weight Polyethylene / M. Skakov et al // Coatings. – 2023. – № 13(4). – Р. 698. https://doi.org/10.3390/coatings13040698.

7. Oksa M. Nickel- and iron-based HVOF thermal spray coatings for high temperature corrosion protection in biomass-fired power plant boilers / M. Oksa // Dissertation. Aalto University, 2015. https://publications.vtt.fi/pdf/science/2015/S74.pdf.

8. Tan J.C. Optimisation of the HVOF thermal spray process for coating, forming and repair of components. Doctoral dissertation, Dublin City University, 1997.

9. Процессы формирования газотермических покрытий и их моделирование. Минск: Беларус. наука, 2011. – 357 с.

10. Harrison R. Processing and Characterisation of ZrCxNy Ceramics as a Function of Stoichiometry via Carbothermic Reduction-Nitridation / R. Harrison // Doctoral dissertation, Imperial College London, 2015.

11. Larijani M.M. The effect of carbon fraction in Zr(C,N) films on the nano-structural properties and hardness / M.M. Larijani, M.B. Zanjanbar, A. Majdabadi // Journal of Alloys and Compounds. – 2010. – № 492(1-2). – Р. 735-738.

12. Матренин С.В. Структура и физико-механические свойства керамики на основе ZrCN / С.В. Матренин, Е.Д. Кузьменко // Инновационные технологии в машиностроении: сб. трудов XV Международной научно-практической конференции. Томск: ТПУ, 2024. С. 13-15.

13. Carbides of transition metals: Properties, application and production. Review / Yu.L. Krutskii et al // Part 2. Chromium and zirconium carbides. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. – 2023. – № 66(4). – Р. 445-458. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2023-4-445-458.

14. Ul-Hamid A. Synthesis, microstructural characterization and nanoindentation of Zr, Zr-nitride and Zr-carbonitride coatings deposited using magnetron sputtering / A. Ul-Hamid // Journal of Advanced Research. – 2021. – № 29. – Р. 107-119.

15. Марков Ю.М. Получение карбонитрида циркония в режиме СВС-Аз / Ю.М. Марков // Современные материалы, техника и технологии. – 2017. – № 6 (14). – Р. 88-93.

16. Матренин С.В. Структура и физико-механические свойства керамики на основе ZrCN / С.В. Матренин, Е.Д. Кузьменко // Инновационные технологии в машиностроении: сборник трудов XV Международной научно-практической конференции, г. Юрга, 23-25 мая 2024 г. – Р. 13-15.