Повышение качества антиэрозионных покрытий методом плазмохимического оксидирования на алюминиевых фольгах

Решетневскце чтения

делия, положено преобразование «время-время». Взаимодействие импульсного пучка электронов с веществом изделия приводит к возбуждению УЗ импульса, который с помощью детектора акустического излучения преобразуется в электрический сигнал такой же длительности. Абсолютное измерение временных интервалов между электрическими импульсами представляет серьезную проблему, но использование преобразования «время-время», заключающегося в аналоговом представлении коротких временных интервалов в виде более длинных, позволяет успешно решить данную задачу.

Экспериментальное опробование радиационно-акустического толщиномера, проведенное на ОАО «Красмаш», показало, что данный толщиномер позволяет надежно контролировать толщину изделий в диапазоне 0,5-18 мм. Изделия выполненны из токо-проводящих немагнитных материалов, в частности, из сплавов АМг-6 и 1201, с погрешностью измерений, не превышающих требований конструкторской документации.

Недостатком разработанного толщиномера, характерным для всех УЗ толщиномеров, является необходимость определения скорости акустических волн в материале контролируемого изделия с помощью спе-

циальных эталонов. Однако, учитывая особенности формирования УЗ сигналов импульсными пучками электронов, было теоретически обосновано, а затем и экспериментально доказано, что при толщине облучаемого слоя больше, чем глубина проникновения электронов в материал, в результате трансформации генерируемой продольной волны возбуждается сдвиговая волна, и должна также возникать поверхностная акустическая волна.

Таким образом, может быть создан безэталонный радиационно-акустический толщиномер, принцип работы которого заключается в одновременном возбуждении различных типов волн: сдвиговых, продольных и поверхностных на заданном базовом расстоянии Л Этот способ практически не зависит от физико-механических свойств материалов контролируемого изделия, что существенно расширяет возможности применения в производстве.

Библиографическая ссылка

1. Беспалько А. А., Симанчук В. И. О возможности использования сильноточных электронных ускорителей в ультразвуковой дефектоскопии // Дефектоскопия. 1982. № 1.

E. A. Klipov, A. Sh. Geryukov, M. A. Lubnin JSC «Krasnoyarsk Machine-Building Plant», Russia, Krasnoyarsk

V. V. Bogdanov

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

APPLICATION OF RADIATION ACOUSTIC METHOD OF ULTRASONIC VIBRATION GENERATION FOR PRODUCT THICKNESS CONTROL

A method of nondestructive control with use of generation of acoustic waves in metals by means ofpulse bunches of electrons is offered. One ofparticulate applications of the given method is its use for measurement of a thickness of the products executed from current-carrying not magnetic materials.

© Клипов Е. А., Герюков А. Ш., БогдановВ. В., Лубнин М. А., 2011

УДК 621

В. Б. Ковальчук, С. С. Ивасев

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА АНТИЭРОЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ МЕТОДОМ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО ОКСИДИРОВАНИЯ НА АЛЮМИНИЕВЫХ ФОЛЬГАХ

Представлена наиболее оптимальная концентрация электролита для получения необходимой толщины покрытия на алюминиевом сплаве А5 методом плазмохимического оксидирования.

Плазмохимическое оксидирование - это сравнительно новый вид поверхностной обработки и упрочнения главным образом металлических материалов, берущий свое начало от традиционного анодирования. Метод относится к электрохимическим процессам.

Плазмохимическое оксидирование позволяет получать многофункциональные керамикоподобные покрытия с уникальным комплексом свойств, к которым относятся износостойкие, коррозионностойкие, теплостойкие, электроизоляционные и декоративные покрытия.

Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли

Отличительной особенностью плазмохимического оксидирования является участие в процессе формирования покрытия поверхностных микроразрядов, оказывающих весьма существенное и специфическое воздействие на формирующееся покрытие, в результате которого состав и структура получаемых оксидных слоев существенно отличаются, а свойства значительно повышаются по сравнению с обычными анодными пленками. Другими положительными отличительными чертами процесса плазмохимического оксидирования являются его экологичность, а также отсутствие необходимости тщательной предварительной подготовки поверхности в начале технологической цепочки и применения холодильного оборудования для получения относительно толстых покрытий. Эти преимущества позволили значительно расширить область применения алюминия и алюминиевых сплавов с целью снижения массы и значительно увеличить срок службы рабочих поверхностей.

В процессе эксплуатации космических аппаратов, при выполнении коррекции орбиты, в зону воздействия плазменной струи стационарных плазменных двигателей попадают конструкционные элементы, что приводит к эрозии поверхности и распылению в окружающее пространство загрязняющих материалов.

Для минимизации дестабилизирующего воздействия плазмы необходимо применять на внешних поверхностях космических аппаратов материалы с высокой стойкостью к воздействию направленных ионов. Предварительный анализ показал, что к таким материалам относится окись алюминия и двуокись циркония.

Создание защитного покрытия, обладающего при длительной эксплуатации в космосе стабильными терморадиационными характеристиками, низким газовыделением - это одна из важных задач космонавтики [1].

Роль состава электролита в процессе формирования покрытия с заданными свойствами велика. Электролит является основным поставщиком материала, из которого формируется покрытие. Нами выбран силикатношелочной электролит, с различными концентрациями №2БЮ3 и КОН. Испытания были проведены при двух режима обработки: при соотношении токов 1к/1а = 1; 1к/1а = 0,5. На каждом из образцов было проведено три измерения общей толщины покрытия, микрометром и толщиномером ТТ260, и получено среднее значение общей толщины покрытия. Результаты исследований приведены на рис. 1, 2.

Были спланированы и проведены экспериментальные исследования структуры и свойств покрытий алюминиевых сплавов А5.

0-20

20-40

40-60

6

NazSiOs,

мкм

0,5

12

18

КОН, мкм

Рис. 1. Зависимость толщины покрытия от состава электролита на примере сплава А5 при соотношении токов 1а/1к = 1, при времени оксидирования, равном 40 мин

0-50

50-100

100-150

0,5

150-20

12

NazSOs, г\л

24

КОН, мкм

Рис. 2. Зависимость толщины покрытия от состава электролита на примере сплава А5 при соотношении токов 1а/1к =0,5; при времени оксидирования, равном 40 мин

В результате исследований выяснили, что для достижения наиболее оптимальной толщины покрытия необходимо использовать электролит - 1 г/л КОН, 6 г/л №2БЮз, при плотности тока 30 А/дм2; оптимальное время обработки составляет 40 мин, в силу того, что дальше процесс начинает протекать с пробоем покрытия и образованием глубоких пор.

Библиографическая ссылка

1. Большая космическая энциклопедия тронный ресурс]. URL: www.Cosmos.slaw.ru.

[Элек-

V. B. Kovalchuk, S. S. Ivasev Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

IMPROVING THE QUALITY OF ANTI-EROSION COATINGS BY PLASMA OXIDATION ON ALUMINUM FOILS

In the article the authors presents the most optimal concentration of the electrolyte to get necessary thickness of the coating on the aluminum alloy A5 by plasma-chemical oxidation.

© Ковальчук В. Б., Ивасев С. С., 2011