Речь идет об уже известном композиционном полимерсодержащем покрытии, которое после нанесения новым способом на детали из магниевых сплавов значительно повышает их устойчивость к коррозии. Новая технология будет востребована в авиастроении и автомобилестроении.
Известно, что магниевые сплавы широко используются в различных областях промышленности, в том числе для создания деталей автомобилей и самолетов. Такие материалы очень легкие и достаточно прочные, но в то же время имеют существенные недостатки: они быстро поддаются коррозии и износу. Из-за этого срок службы техники уменьшается, и часто требуется дорогостоящий ремонт или замена деталей. Чтобы защитить материалы, ученые разрабатывают покрытия, которые не дают окружающей агрессивной среде повреждать детали и конструкции из магниевых сплавов, а также предотвращают их коррозию. Обычно подобные покрытия наносятся под воздействием высоких температур. Такое воздействие зачастую приводит к появлению в обрабатываемом материале дефектов: пор и микротрещин. Поэтому при долговременном воздействии агрессивной среды эти покрытия не могут полностью защитить детали машин от коррозии.
Ученые из Отдела электрохимических систем и процессов модификации поверхности Института химии Дальневосточного отделения Российской Академии наук (ДВО РАН, Владивосток) разработали новый метод нанесения защитных композиционных полимерсодержащих покрытий на магниевые сплавы, который позволяет создать поверхностные структуры, практически не имеющие дефектов. В качестве одного из материалов ученые взяли ультрадисперсный политетрафторэтилен, способ получения которого тоже разработали в Институте химии ДВО РАН. Этот полимерный материал используется в быту в качестве антипригарного покрытия для посуды. Он морозо- и жароустойчив, эластичен и хорошо отталкивает воду. Кроме того, по химической стойкости данный полимер превосходит все известные синтетические материалы: он не разрушается при воздействии щелочей и кислот.
Ученые нанесли композиционное покрытие на образцы из магниевых сплавов совершенно новым способом: с использованием метода плазменного электролитического оксидирования (ПЭО) и последующего напыления полимера. Сначала на поверхность сплава нанесли керамикоподобное ПЭО-покрытие, в поры и на поверхность которого затем равномерно распылили ультрадисперсный порошок политетрафторэтилена. Далее образец высушили в печи при температуре 300°С.
Покрытия, полученные таким способом, имели в три раза меньше дефектов по сравнению с материалами, полученными методом ПЭО, поскольку полимер в этом случае проникает в поры и трещины, закрывая их. Благодаря композиционному покрытию образцы магния более устойчивы к коррозии по сравнению с необработанными материалами. Дополнительно усилить защитные свойства слоя удалось с помощью его многократного нанесения.
Чтобы проверить износостойкость покрытий, образцы испытали продолжительным трением. Оказалось, что сплавы с композиционным покрытием утрачивали целостность (изнашивались) в 27 раз медленнее, чем материалы с покрытием, нанесенным базовым ПЭО-методом.
Как отмечают разработчики, главные преимущества их подхода: простота технологии, возможность автоматизации и дешевизна. Можно решить проблему коррозии и износа, а следовательно, позволит уйти от необходимости частых и дорогостоящих замен деталей из магниевых сплавов.
Источник информации и фото: пресс-служба Российского научного фонда