1.3. Газофазні покриття

Хімічне осадження з парової (газової) фази є процесом, в якому стійкі тверді продукти реакції утворюються та ростуть на поверхні осно­ви у середовищі, де відбуваються хімічні реакції (дисоціація, віднов­лення і таке інше) - СУй-процеси.

Рис 1. 5 Розподіл алюмінію, цирконію і кисню та схема утворення структур градієнтної перехідної зони: 1 - основа; 2 - β - фаза; 3 - АІ₂0₃; 4 - АІ₂0₃+ZrO₂; 5 - Zr0₂(Y₂0₃)

Вихідними продуктами є газоподібні галогеніди, карбоніли чи мета­металоорганічні сполуки, при розкладанні чи взаємодії котрих з іншими газо­подібними складовими сумішей (воднем, аміаком, вуглеводнями, оксидом вуглецю та ін.) можуть створюватися й осаджуватися на оброблюваній поверхні потрібні матеріали.

Структура газофазних покриттів може бути трьох типів, які є на­слідком отримання покриттів при певному температурному режимі (низько-, середньо- і високотемпературному). Інтервал кожного з режимів залежить від природи осаджених матеріалів і в більшості випадків відповідає приблизно 0,1; 0,2; 0,3 температури їх плавлення (рис. 1.6). Поверхня покриттів,

отриманих у низькотемпературній області, цілком складається з крупних сфероїдів. Чим вище швидкість подачі пари металомісткої сполуки, тим при більш низькій температурі утворюються крупні сферичні формування металу на поверхні покриття. У середньотемпературній області поверхня металевих покриттів сфероїди другого типу з розмірами в 5... 10 разів менше, ніж розміри сфероїдів, які отримані в низькотемпературній області.

У високотемпературній області поверхня металевих покриттів складається з хаотично орієнтованих дуже малих кристалів, розміри котрих в 10... 15 разів менше, ніж розміри сфероїдів другого типу.

Таким чином, підбираючи технологічні параметри процесу, можна отримувати газофазні металеві покриття з потрібним рельєфом поверхні.

1.4. Композиційні електролітичні покриття

Композиційні електролітичні покриття (КЕП) - це покриття, які отри­мані гальванічним методом і складаються з металевої матриці і тонко-дисперсних часток другої фази, розподілених в її об'ємі. Розмір таких частинок коливається у межах 0,01...50 мкм, кількість - від 1 до 50 об'ємних відсотків.

Як дисперсну фазу використовують порошки окремих елементів, але найчастіше застосовують хімічні сполуки на органічній чи неорга­нічній основі - безкисневі тугоплавкі сполуки, оксиди, полімери та ін.

Тонкодисперсні частинки в необхідній кількості вводять в електрохі­мічні ванни. У процесі електролізу частинки осаджуються на катоді і за­рощуються іонами металів, що виділяються на катоді. Залежно від властивостей і кількості дисперсної фази (КЕП) можуть мати високі зна­чення твердості і зносостійкості, жароміцності, жаро- і корозійної стійкості, анти- і фрикційні властивості та інші необхідні експлуатаційні характеристики.

Композиційні комбіновані електролітичні покриття поділяються на одношарові (рис. 1.7 а) і багатошарові (рис. 1.7 б, в).

У свою чергу, за характерними ознаками і призначенням КЕП поділяють на моно- і поліметалеві, моно- і полікомпозиційні, тонко- і товстошарові, моно- і поліфункціональні.

Структура одно- і багатошарових КЕП залежить від багатьох факторів: розміру частинок другої фази, їх взаємного розташування, природи частинок (хімічного складу, електропровідності, міцності) і режиму електролізу.

Встановлено, що чим більше розмір частинок, тим менша їх кіль-і иль вкорінюється в осад.

Наприклад, при отриманні КЕП на основі нікелю при зміні розміру частинок від 1 до 10 мкм вміст часток в осаду знижується в два-три ра­ні Крім того, частинок в осаду тим більше, чим вище їх електропровід-' не: і ь і чим вони легше та твердіше.