Loading...

Влияние комплексной поверхностной модификации на износостойкость и коррозионную стойкость твердых сплавов

  • Введение

    • Сроки: 01.02.2026-01.05.2026

  • Литературный обзор

      1. Анализ литературных источников 2018-2023 годов по следующим тематикам:
        1.1 Литературный обзор на методики изменения (улучшения) поверхностного слоя металлов и сплавов:
        1.2 Аналитический обзор и классификация методов получения покрытий:
        1.2.1 Классификация по назначению - модифицирование или получение новых свойств материала, таких как коррозионностойкость, жаропрочность, износостойкость;
        1.2.2 Классификация по способам получения тонкопленочного покрытия - физические вакуумные; химические вакуумные; химические вневакуумные.
        1.3 Аналитический обзор и классификация методов получения покрытий
        1.3.1 Классификация покрытий
        1.3.2 Методы высокотемпературного распыления
        1.3.3 Газотермическое напыление
        1.3.4 Дуговое напыление
        1.3.5 Метод плазменного напыления
        1.3.6 Метод детонационно-газового напыления
        1.3.7 Вакуумное напыление
        1.3.8 Ионно-плазменная технология нанесения покрытий
        1.3.9 Механизм образования и роста покрытий в процессах вакуумной конденсации
        1.3.10 Выводы по обзору методов получения покрытий
        1.4 Обзор актуальных металлов и сплавов в литературных источниках, которые подвергаются какому-либо поверхностному модифицированию:
        1.4.1 Выбор объекта исследования – твердый сплав карбида вольфрама с кобальтовой связкой.
        1.5 Исследование структуры и свойств твердых сплавов:
        1.5.1 Проблемы износостойкости;
        1.5.2 Проблемы коррозионностойкости
        1.6 Аналитический обзор и классификация материалов-модификаторов твердых сплавов:
        1.6.1 Анализ материалов-модификаторов
        1.8 Постановка проблемы исследования
        1.9 Постановка цели и задач исследования
        1.10 Предположение гипотезы

        • Глава 1. Теоретические основы физико-химических процессов в поверхностном слое твердых сплавов и методов формирования тонкопленочной бинарной системы "металл –покрытие" – 15-20 стр.

          • Сроки: 01.10.2023-01.02.2024

      • РИД - Заявка в Российский научный фонд на Конкурс 2024 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

      • Выявить проблемные места в схожих исследованиях.
        Сформулировать тему.
        Сформулировать задачи.

      1. Физическое моделирование и его применение к исследованию быстропротекающих тепловых процессов в бинарных системах.
        2.1 Классификация методов получения физико-математической модели формирования покрытия.
        2.2 Цель моделирования процесса формирования покрытия
        2.3 Функции модели
        2.4 Теоретическая база построения и исследования физических моделей
        2.5 Условия размерности
        2.6 Этапы создания физической модели
        2.7 Расчетная программа физического моделирования
        2.8 Выводы по получению физико-математической модели
        3.Физико-химические процессы, протекающие в твердом сплаве карбида вольфрама
        3.1 Механизмы коррозии
        3.1.1 Виды коррозии
        3.1.2 Анализ современных методов борьбы с коррозией
        3.1.3 Анализ современных методов исследований на коррозионную стойкость
        3.1.4 Предложение своей методики по исследованию на коррозионную стойкость
        3.2 Износостойкость карбида вольфрама
        3.2.1 Анализ причин высокого изнашивания карбида вольфрама
        3.2.2 Анализ современных методов повышения износостойкости карбида вольфрама
        3.2.3 Анализ проводимых испытания на оценку износостойкости карбида вольфрама
        3.2.4 Факторы, влияющие на сильное изнашивание образцов
        3.2.5 Условия эксплуатации образцов

      • Глава 1. Теоретические основы физико-химических процессов в поверхностном слое твердых сплавов и методов формирования тонкопленочной бинарной системы "металл –покрытие" – 25-30 стр.

        • Сроки: 01.02.2024-01.07.2024

    • Разработать методику по исследованию металлов и сплавов на коррозионную стойкость

      1. Статья по физико-математической модели
        2. Обзорная статья по современным методикам исследований на коррозионную стойкость.
        3. Патент на методику по исследованию на коррозионную стойкость
        4. Статья по созданию электрохимической ячейки для оценки коррозионной стойкости
    1. Процесс формирования тонкопленочного покрытия.
      4.1 Физическое описания ионно-плазменной установки
      4.1.1 Классификация покрытий по конструктивным признакам, виду и состоянию материала
      4.1.2 Классификация изменений физико-химических свойств изделий
      4.2 Выбор материала-модификатора
      4.2.1 Факторы, влияющие на работоспособность образца
      4.2.2 Теплофизические свойства материалов-модификаторов
      4.2.3 Химические свойства материалов-модификаторов
      4.2.4 Выводы после анализа материалов
      4.3 Технология пробоподготовки образцов
      4.3.1 Цели и задачи пробополготовки
      4.3.2 Метод получения пластин заданных размеров
      4.3.3 Электроэрозионная обработка
      4.3.4 Метод базирования образцов
      4.3.5 Автоматический гидравлический пресс
      4.3.6 Метод обработки поверхности путем шлифования и полирвоания
      4.3.7 Автоматический шлифовально-полировальный станок
      4.3.8 Проверка полученных данных
      4.3.9 Выводы по проведению пробоподготовки
      4.4 Способ базирования образцов в ионно-плазменной установке
      4.4.1 Разработка приспособления для базирования образцов в ионно-плазменной установке
      4.6 Подбор оптимальных параметров нанесения тонкопленочного покрытия
      4.7 Выводы по формированию покрытия

    • Методы исследования

      • Глава 2. Исследование состояния тонкопленочной системы поверхностного слоя при возникновении энергетического импульса – 10-20 стр.

          1. Статья по пробоподготовки образцов.
            6. Патент на разработку приспособления для базирования образцов в ионно-плазменной установке
            7. Статья по влиянию базирования образца в вакуумной камере при нанесении покрытия методом ионно-плазменного напыления

          • Выбрать материалы-модификаторы
            Приспособление для базирования образцов в ионно-плазменной установке
            Качественная пробоподготовка
            Выступить на конференции

            • Сроки: 01.09.2024-01.02.2025
        1. Выбор методов исследования тонкопленочного покрытия исходя из поставленных задач, их физический и химический смысл.
          5.1 Растровая электронная микроскопия
          5.2 Исследования микротвердости
          5.3 Оценка коррозионной стойкости
          5.4 Метод профилометрии
          5.5 Натурные испытания
          5.6 Зондовая микроскопия
          5.7 Выводы по выбранным методикам иследований

        • Глава 2. Исследование состояния тонкопленочной системы поверхностного слоя при возникновении энергетического импульса – 10-20 стр.

          • РИД - Заявка в Российский научный фонд на Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

            • Подобрать необходимые методы исследования

              • Сроки :01.02.2025-01.07.2025
      1. Этапы исследования полученной тонкопленочной бинарной системы "металл –покрытие"

        6.1 Результаты растровой электронной микроскопии

        6.2 Результаты измерения микротвердости образцов

        6.3 Результаты оценки на коррозионную стойкость

      • Глава 3. Методы получения и исследования тонкопленочной бинарной системы "металл – покрытие" – 10-15 стр.

          1. Статья по влиянию ионно-плазменного напыления на структуру и твердость карбида вольфрама
            9. Статья по влиянию ионно-плазменного напыления на коррозионностойкость карбида вольфрама

          • Исследования полученного покрытия

            • Сроки: 01.09.2025-01.02.2026

    • 6.4 Результаты профилометрии
      6.5 Зондовая микроскопия
      6.6 Методика производственных испытаний

      • Глава 3. Методы получения и исследования тонкопленочной бинарной системы "металл – покрытие" – 10-15 стр.

          1. Влияние ионно-плазменного напыления на качество поверхности
            11. Влияние ионно-плазменного напыления на работоспособность твердосплавных пластин из карбида вольфрама

          • Исследования полученного покрытия

            • Сроки: 01.02.2026-01.07.2026

  • Результаты и обсуждения

      1. Результаты исследования и их обсуждения
        7.1 Анализ изменения структуры образцов
        7.2 Анализ изменения микротвердости образцов
        7.3 Анализ по полученной коррозионной стойкости образцов
        7.4 Анализ качества поверхности образцов
        7.5 Анализ полученного рельефа и топографии поверхности образцов
        7.6 Выводы по производственным испытаниям
        7.7 Сводная таблица по полученным результатам

      • Глава 4. Результаты исследования и их обсуждения полученной тонкопленочной бинарной системы "металл –покрытие" – 20-25 стр.

          1. Исследование поверхности карбида вольфрама с различными покрытиями ВАК

          • Анализ результатов
            Написание «ваковской» статьи

            • Сроки:

              01.09.2026-01.02.2027

  • Заключение

      1. Целесообразность применения физико-математической модели
        8.1 Вывод по подбору материалов-модификаторов
        8.2 Вывод по выбору наилучшего материала-модификатора
        8.3 Вывод по методу ионно-плазменного модифицирования поверхности образцов
        8.4 Вывод по разработанному методу оценки коррозионной стойкости
        8.5 Вывод по проведению исследований
        8.5.1 Полученная структура
        8.5.2 Полученная микротвердость
        8.5.3 Полученная коррозионная стойкость
        8.5.4 Полученное качество поверхности
        8.5.6 Полученный рельеф и топография поверхности
        8.6 Выводы по производственным испытаниям

      • Вывод – 5 стр.

          1. Электронная и зондовая микроскопия тонких пленок карбида вольфрама ВАК

          • Анализ результатов
            Написание «ваковской» статьи

            • Сроки:01.02.2026-01.05.2026

  • Подготовка к защите кандидатской диссертации

    • Сроки: 01.05.2026