Физические основы получения покрытий методом холодного газодинамического напыления, синтеза и сфероидизации металлокерамических порошков

Объектом исследования являются композитные порошки для нанесения покрытий, процесс нанесения ХГН покрытий, формируемые при этом покрытия и их свойства. Цель работы – исследование физических основ получения порошков для нанесения покрытий методами холодного газодинамического и газотермического напыления; исследование процессов напыления и свойств получаемых покрытий; математическое моделирование физико-химических процессов при напылении. В процессе работы получены следующие новые важнейшие результаты: Показано, что обработка плазменной струей композиционного ХГН покрытия из смеси порошков Ni и Аl создает условия формирования интерметаллидов системы Ni-Al. Проведено компьютерное моделирование формирования покрытий из частиц никелида титана (TiNi). Установлено, что технологически приемлемым может быть режим, при котором реализуется растекание и одновременное затвердевание капли на твердой основе со стабильным образованием сплэтов ( < 4.5). В условиях ХГН рассчитан теплообмен струи с подложкой в стационарном случае. Используя зависимости коэффициента напыления медных порошков от угла напыления, проведено моделирование образования одиночной дорожки покрытия. Получены зависимости от угла напыления и скорости перемещения сопла с учетом эффекта активации коэффициента напыления и ширины дорожки напыления. На основе открытого пакета LAMMPS разработана методика определения твердости по «Бринеллю» для нанкомпозитов Al-Ti, Al-Cu, Al-Ni. На основе метода SPH разработан алгоритм и создана программа расчета упругопластического деформирования твердых материалов с учетом разрушения и теплопроводности. Для пар элементов Al-Ti, Al-Cu, Al-Ni решена задача о соударении микрочастицы с плоской преградой для условий ХГН. Полученные в рамках проекта результаты являются новыми и вносят значительный вклад в понимание процессов формирования ХГН покрытий. Область применения результатов: разработка новых технологий получения и обработки порошковых материалов; нанесения покрытий методом ХГН и развитие на его основе аддитивных технологий.