Среди современных актуальных направлений технологии и материаловедения проблема покрытий является едва ли не самой обширной и разветвленной. Обилие технологических приемов нанесения покрытий (физических, химических, комбинированных); широкий спектр материалов для этих целей; тесно переплетающиеся научные аспекты, относящиеся к физике, химии, механике, информатике, технологии; многообразие областей применения покрытий — все это делает непростым изложение проблемы в целом. Сюда еще следует добавить прогрессивно расширяющийся информационный поток: в 1990 г. только в РЖ «Металлургия» (раздел «Покрытия и пленки, получаемые физико-металлургическими методами») представлены рефераты около 1800 источников (научных статей, патентов и др.). Рассеянность этой информации весьма велика, и издание обобщающих монографий, охватывающих хотя бы в первом приближении проблему покрытий в целом, представляется актуальным.
Предлагаемая монография написана сотрудниками Высшего колледжа науки и технологии (Лондонский университет) Хокингом, Васантасри и Сидки — видными специалистами в области коррозионно- и жаростойких покрытий, широко используемых в энергомашиностроении. Достоинство книги — практически полный охват методов нанесения металлических и керамических покрытий, описание их структуры, физико-механических, физико-химических и эксплуатационных свойств (включая методы контроля и аттестацию); в ней излагаются основные аспекты применения покрытий в связи с общей стратегией материалосбережения, кратко формулируются некоторые задачи на будущее. Сведения о различных методах нанесения покрытий и их свойствах крайне важны для развития конкурентного подхода и объективной оптимизации технологии покрытий. Несомненный интерес представляет и обширная библиография (около 2000 названий) с перечнем основных монографий, сборников статей и трудов конференций по проблеме покрытий начиная с 1956 г.
Широкий круг рассматриваемых проблем и ограниченный объем книги во многих случаях обусловили беглость изложения, когда перечисление заменяет подробный анализ и теоретические аспекты практически не затрагиваются. Ощущается различие уровня изложения отдельных глав. Можно упрекнуть авторов также в фрагментарном цитировании источников, изданных на русском языке, не всегда четкой классификации, дублировании и т.д., но при всем этом данная монография как введение в общую проблему покрытий представляется удачной. По существу каждая глава книги, а также некоторые разделы вполне заслуживают отдельного монографического изложения. Для более углубленного знакомства читатель может обратиться к первоисточникам и специализированным изданиям, значительная часть которых принадлежит перу отечественных ученых.
| За последние 10—15 лет русскоязычная монографическая литература по покры-
! тиям пополнилась многими интересными книгами, среди которых отметим, например, [1 —15]; в Киеве и Санкт-Петербурге периодически издаются сборники статей, посвященные металлическим и неметаллическим покрытиям [16, 17J.
При переводе монографии было решено оставить оригинальную транскрипцию I аббревиатур терминов «химическое осаждение из паровой фазы» (CVD) и «физиче-; ское осаждение из паровой фазы» (PVD), которые в настоящее время по существу
Оглавление
ВИдисловие редактора перевода.................... 5
Вк Литература......................... 6
^^ffr
•Мдясловие........................... 7
Ишнсловие авторов........................ 8
•редисловие авторов к русскому изданию................. 9
•
•рва 1. Высокотемпературные материалы и агрегаты -общие сведения....... 10
В 1.1. Введение......................... Ю
Bw 1.2. Материалы для высоких температур............... 11
Н| 1.3. Высокотемпературные агрегаты................ 15
•рва 2. Общая характеристика высокотемпературных покрытий......... 19
Н 2.1. Введение ......................... 19
В 2.2. Металлические покрытия................... 21
В 2.3. Керамические покрытия................... 27
В 2.4. Композиционные покрытия.................. 38
В 2.5. Аморфные покрытия.................... 39
В 2.6. Дополнительные сведения................... 41
•ива 3. Физическое осаждение из паровой фазы............... 48
• 3.1. Введение......................... 48
• 3.2. Процесс испарения..................... 50
• 3.3. Процесс распыления..................... 66
• 3.4. Ионное осаждение и ионная имплантация............. 81
•лава 4. Химическое осаждение из паровой фазы............... 95
• 4.1. Введение......................... 95
( 4.2. Общая характеристика процесса................ 106
Б 4.3. Аппаратура........................ 109
1 4.4. Схемы реакторов CVD.................... 111
1 4.5. Основы технологии..................... 111
Е 4.6. Некоторые реакции..................... 124
1 4.7. Продукты технологии CVD.................. 126
| 4.8. Плазма в технологии CVD.................. 136
| 4.9. Лазеры в технологии CVD.................. 144
Глава 5. Нанесение покрытий диффузионным насыщением из засыпок, а также
шликерным, золь-гель-, горячего окунания, электрохимическим и химическим методами 146
5.1. Введение......................... 146
5.2. Диффузионное насыщение................... 146
5.3. Шликерный метод..................... 166
5.4. Золь-гель-технология.................... 168
5.5. Горячее окунание...................... 170
5.6. Электрохимические и химические методы............. 171
Глава 6. Получение покрытий лазерной обработкой поверхности, быстрым закаливанием,
напылением, наплавкой, плакированием и диффузионной сваркой......... 189
6.1. Введение......................... 189
6.2. Лазерная технология.................... 189
6.3. Быстрое закаливание.................... 202
6.4. Напыление покрытий.................... 204
6.5. Плазменное напыление.................... 207
6.6. Другие методы термического напыления............. 221
6.7. Наплавка......................... 226
6.8. Плакирование....................... 231
6.9. Диффузионная сварка.................... 237
Глава 7. Физические и механические свойства покрытий............ 244
7.1. Введение......................... 244
7.2. Эволюция и микроструктура.................. 244
7.3. Термическое расширение, термоциклирование........... 251
7.4. Теплопроводность, теплозащитные покрытия............ 255
7.5. Взаимная диффузия..................... 259
7.6. Адгезия......................... 262
7.7. Соединение........................ 268
7.8. Внутренние напряжения, деформация и усталостные характеристики ... 274
7.9. Прочность........................ 280
7.10. Пластичность, ползучесть.................. 284
7.11. Твердость как показатель сопротивления износу и эрозии....... 289
Глава 8. Химические свойства покрытий.................. 309
8.1. Введение......................... 309
8.2. Влияние окружающей среды на деградацию системы покрытие-подложка 310
8.3. Условия эксплуатации.................... 321
8.4. Химические механизмы деградации............... 331
8.5. Окисление и высокотемпературная коррозия............ 340
8.6. Деградация при карбидизации-окислении............. 344
8.7. Влияние жидкой фазы.................... 347
8.8. Механизм влияния потока при коррозии в жидких средах....... 351
8.9. Коррозия в сернистых средах (S2, SO3).............. 356
8.10. Эрозия-коррозия..................... 363
8.11. Деградация алюминидных покрытий.............. 369
8.12. Деградация покрытий MCrAl................. 376
8.13. Деградация силицидных покрытий............... 387
8.14. Деградация теплозащитных слоев............... 392
8.15. Сводка данных о деградации в топочных устройствах........ 397
Глава 9. Аттестация, восстановление и назначение покрытий........... 405
9.1. Введение......................... 405
9.2. Теоретическое моделирование................. 406
9.3. Методы неразрушающего контроля............... 407
9.4. Адгезия......................... 411
9.5. Механические испытания................... 412
9.6. Характеристики структуры.................. 414
9.7. Спектроскопия....................... 416
9.8. Характеристики деградации.................. 421
9.9. Характеристика диффузионных покрытий............. 424
9.10. Восстановление покрытий, методы соединения........... 424
9.11. Назначение высокотемпературных покрытий........... 429
Глава 10. Экономия стратегических металлов, достижения и перспективы технологии
покрытий............................. 437
10.1. Введение........................ 437
10.2. Покрытия как средство экономии стратегических металлов...... 437
10.3. Усовершенствование покрытий и растущие требования к ним...... 441
10.4. Высокотемпературные покрытия: последние достижения и перспективы развития........................ 450
10.5. Методы нанесения покрытий: требования и перспективы....... 454
10.6. Свойства покрытий - перспективы............... 462
10.7. Методы испытаний - перспективы............... 462
10.8. Заключение....................... 462
Литература............................ 464
Дополнительная литература...................... 504
Предметный указатель........................ 512
Цена: 300руб.
