| Название: | Формирование многослойных композиционных покрытий на основе тугоплавкого соединения титана, хрома и графеновых наноструктур с комплексом высоких прочностных, триботехнических, антикоррозионных и теплофизических свойств |
| Грантодатель: | Гранты РНФ |
| Область знаний: | 09 - Инженерные науки |
| Научная дисциплина: | 09-205 - Разработка новых конструкционных материалов и покрытий |
| Ключевые слова: | Вакуумно-дуговое осаждение, малослойный графен, многослойные покрытия, прочностные свойства, коррозионная стойкость, коэффициент трения, износостойкость, теплопроводность. |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Возняковский,АА |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 24-49-10014 |
Проект посвящен разработке методики синтеза многослойных композиционных покрытий на основе тугоплавкого соединения титана, хрома и графеновых наноструктур, которые по комплексу прочностных, триботехнических, антикоррозионных и теплофизических свойств будут превосходить уже известные покрытия.
Модификация поверхности изделий путем нанесения металлических покрытий является одним из наиболее эффективных путей кардинального изменения свойств изделий и придания им нужного комплекса характеристик (твердость, стойкость к коррозии и т.д.). Однако, покрытия из уже известных материалов не могут удовлетворять все растущие требования современной промышленности. Одним из наиболее перспективных методов повышения свойств покрытий является синтез композиционных покрытий, где в качестве модифицирующей добавки используются графеновые наностуктуры (ГНС). Однако, не смотря на эффективность такого подхода и высокие свойства таких покрытий, показанных во множестве публикаций, их применение на практике до сих пор не произошло по причине высокой стоимости ГНС, а также зависимости конечного результата от множества параметров (структуры покрытия, свойств ГНС и т.д.).
Поэтому для получения покрытий, которые по комплексу прочностных, триботехнических, антикоррозионных и теплофизических свойств будут превосходить уже известные покрытия, впервые будут синтезированы и исследованы многослойных композиционных покрытий на основе тугоплавкого соединения титана, хрома и графеновых наноструктур полученные по методике, основанной на последовательном нанесении на подложку слоя из тугоплавкого соединения титана и хрома методом вакуумно-дугового осаждения, а также слоя из частиц ГНС (малослойного графена), полученного путем химической сшивки частиц по авторской методике. Формирование многослойной структуры покрытия из различных материалов, гомогенных слоев металлического покрытия (высокая микротвердость) и слоев ГНС (высокая теплопроводность, коррозионная стойкость, высокая электропроводность и высокая стойкостью к износу) может позволить синтезировать новый класс покрытий, которые по комплексу прочностных, триботехнических, антикоррозионных и теплофизических свойств будут превосходить покрытия из уже известных материалов. Для синтеза ГНС будет использоваться авторская методика синтеза ГНС в условиях самораспространяющегося высокотемпературного синтеза из циклических биополимеров. Важными достоинствами данной методики техническая простота, доступность реагентов, что позволяет синтезировать большие объемы материала высокого качества, которые не содержат дефекты Стоуна-Уэльса.
Ожидается, что синтезированные многослойные композиционные покрытия за счет высокого комплекса свойств смогут заменить покрытия из уже известных материалов в качестве защитных, теплопроводящих и электропроводящих в изделиях военного и гражданского назначения.
Для решения поставленных задач был сформирован международный коллектив проекта состоящий из 10 специалистов в области химии, физики и материаловедения работающих в ведущих НИИ РФ (ФТИ им. А.Ф. Иоффе, лаборатория физики кластерных структур; ФГУП “НИИСК”, сектор полимерных наногетерогенных материалов) и РБ (ФТИ НАН Беларуси, лаборатория вакуумно-плазменных покрытий; ГрГУ им. Янки Купалы, кафедра материаловедения и ресурсосберегающих технологий). Коллектив имеет необходимый опыт исследований, доступ ко всему необходимому оборудованию, а также опыт выполнения российско-белорусских проектов.
По результатам проведенных исследований будет опубликовано не менее 8 статей в рецензируемых изданиях, входящих в базы SCOPUS (WoS), включая не менее двух статей в изданиях Q1, а также 2 статей в изданиях RSCI.
