Разработка научно-технических основ создания защитного коррозионностойкого антифоулингового покрытия для эксплуатации в условиях длдительного воздействия морской и речной биокоррозии

Объектом исследований являлись антифоулинговые покрытия Ti-Cu, полученные методом детонационного нанесения на металлические подложки (сталь) и на текстолите. Целью работы являлась Оценка степени обрастания разрабатываемых покрытий в морской среде, выявление влияния глубины размещения образцов на эффективность антиобрастающего действия фотокаталитических покрытий; установление коррозионного поведения пар металл/покрытие в условиях натурных испытаний. Нанесение покрытий осуществляли с использованием уникальной научной установки (УНУ) «Научно-исследовательский комплекс по нанесению и исследованию свойств наноструктурных функциональных покрытий». Исследование шероховатости и распределения фаз по поверхности экспериментальных образцов нанокомпозиционных покрытий Ti-Cu проведено с использованием оптического микроскопа. Микротвердость измеряли с помощью твердомера NEXUS 4000 (INNOVATEST) с применением метода Виккерса. При постоянной нагрузке 200 г, алмазный индентор пирамидальной формы с углом 136° между противоположными гранями надавливал на полированную поверхность. Оценка трибологических характеристик композитного покрытия Cu-Ti-TiO2 по устойчивости к механическим повреждениям, износостойкость тестировали методом «шар на диске» на триботестере MFT-2000A (Rtec Instruments, США). Фазовый состав экспериментальных образцов Ti-Cu определяли методом рентгеновской дифрактометрии в Co-Kα-излучении (длина волны λ = 1,78897 Å) при 40 кВ и 40 мА на дифрактометре ARL 9900 WorkStation (Thermo Fisher Scientific (Ecublens) SARL, Швейцария). С помощью сканирующего электронного микроскопа охарактеризованы морфология напыляемых порошков, сечения и изношенные поверхности покрытий и трибопар (SEM, JSM-5600LV, Япония), оснащенный энергодисперсионной спектроскопией (ЭДС). В работе исследованы антиобрастающие свойства Ti-Cu покрытий, формируемых на низкоуглеродистой стали Ст3 методом детонационного газотермического напыления. Напыление проводили с использованием многокамерного детонационного ускорителя с компьютерным управлением. Для формирования покрытий использовали смесь порошков Ti и Cu – 50:50 вес. % соответственно. Оценку способности защитных Ti-Cu композиционных покрытий противостоять биообрастанию проводили в природной морской воде на морском испытательном стенде, расположенном в бухте Рында (о. Русский, Владивосток), в условиях полного погружения и массового оседания личинок биообрастателей. Сравнение противообрастающих свойств исследуемого покрытия проводили относительно необработанных стальных образцов, а также коммерческой антиобрастающей эмали ХС-5286. Результаты испытаний показали, что количество осевших на поверхность стальных образцов с Ti-Cu покрытием балянусов было на 40% меньше, чем на контрольных образцах без покрытия. При этом следует отметить, что на поверхности образцов не наблюдалось следов коррозии (за исключением мест отверстий для крепления образцов, где обработка образцов не осуществлялась). В результате выполнения проекта разработаны технологии и научные основы формирования нанокомпозиционных, многокомпонентных антифоулинговых покрытий.