16 апреля 2020

В Курчатовском институте созданы новые наноструктурированные покрытия для защиты стальных изделий

Курчатовский институт Курчатовский институт

Ученые НИЦ "Курчатовский институт" – ЦНИИ КМ "Прометей" предложили перспективный подход, открывающий новые возможности использования композиционных электрохимических покрытий. Специалистам удалось решить проблему неравномерности распределения упрочняющих частиц на поверхности стальных изделий сложной формы.

"Главная идея состоит в том, чтобы покрытие получало упрочняющий компонент не извне, а в результате кристаллизации из собственного материала, осажденного на поверхность изделия электрохимическим способом",

- пояснил автор исследования, начальник НИО НИЦ "Курчатовский институт" – ЦНИИ КМ "Прометей" А.В. Красиков.

Ученые взяли за основу покрытие никель-фосфор, которое наносится с помощью электрохимического осаждения. Обычно, в случае многокомпонентных покрытий, на тех или иных участках поверхности изделия образуются композиты разного химического состава. Исследователям удалось справиться с этой проблемой, выяснив, какие параметры оказывают влияние на состав осаждаемых соединений. Подобрав оптимальный электролит и режим нанесения, специалисты получили равномерное покрытие с армирующим компонентом – фосфидом никеля.

Следующим этапом работы стало улучшение характеристик нового композиционного покрытия. Для этого была использована добавка из тугоплавкого металла – вольфрама, который способен образовывать с никелем твердые равновесные растворы.

"Глубинное понимание механизмов процесса совместного осаждения этих металлов позволило внедрить вольфрам в состав покрытия и вывести его свойства на новый уровень", - отметил руководитель проекта А.В. Красиков.

Покрытие с "вольфрамовой добавкой" отличается высокой равномерностью нанесения и коррозионной стойкостью в соляном растворе, а стабильность его свойств при нагреве говорит о возможном применении в парах трения. Микротвердость наноструктурированного покрытия соответствует значениям, получаемым при классическом хромировании. Еще одним существенным преимуществом является то, что процесс нанесения покрытия не требует высоких температур, и является безопасным для стальных изделий.