Физикохимия боросилицидных покрытий и композиционных материалов, полученных золь-гель методом

78

1,2310№ Па. (1,210?⁴ ат.)

59-78

5,51 Па. (5,410?⁵ ат.)

36-54

АЗОТ.

5,010⁴ Па. (0,5 ат.)

10

2,7510 Па. (210?⁴ ат.).

36

1,2310№ Па. (1,210?⁴ ат.)

29-36

5,51 Па. (5,410?⁵ ат.)

10

ВОЗДУХ.

5,010⁴ Па. (0,5 ат.)

2,7510 Па. (210?⁴ ат.).

20

1,2310№ Па. (1,210?⁴ ат.)

1 ч.

5,51 Па. (5,410?⁵ ат.)

1 ч.

В Главе 7 «Жаростойкие бескислородные покрытия: свойства, вопросы совершенствования химии и технологии формирования, прикладные аспекты» рассматриваются свойства бескислородных покрытий (табл. 4) и некоторые направления модификации технологии синтеза.

Представлены результаты исследований, связанных с возможностью использования приёмов синтеза наноразмерных частиц (НРЧ) в условиях термического разложения химических соединений и формирования жаростойких покрытий в системе Cr--Mo--Nb--Si--B из композиций, содержащих бескислородные соединения. Приводятся данные, характеризующие состояние разработок в области создания бескислородных покрытий для технологической защиты конструкционных тугоплавких сплавов при изготовлении деталей методами горячей пластической деформации.

Эксплуатационные характеристики жаростойких бескислородных покрытий говорят о том, что химическая технология средств защиты тугоплавких металлов от высокотемпературной газовой коррозии на основе бескислородных композиций позволяет синтезировать покрытия, отвечающие основным требованиям надёжности, которые предъявляются к теплонапряжённым элементам конструкции высокоэнергетических установок.

Особо необходимо отметить, что температура эксплуатации такого защитного слоя существенно превышает температуры синтеза и порога начала разупрочнения подложки. Это явилось достаточным основанием для использования бескислородных жаростойких покрытий в качестве эффективной защиты деталей из тугоплавких конструкционных сплавов, в условиях высокой температуры и агрессивного влияния продуктов горения компонентов ракетных топлив, таких как несимметричный диметилгидразин и азотная кислота.

Таблица 4. Основные свойства жаростойких бескислородных покрытий (композиция Cr - Si - Mo - Nb - B, состав БС-975)

Свойства покрытия.	Показатели, характеризующие свойства покрытия.	Примечания
Цвет и внешний вид покрытия.	Светло-серое, матовое, ровное.
Коэффициент черноты.	0,900,92	ОС 92-099-69
Толщина покрытия, мкм.	6070 мкм
Масса покрытия на ед. поверхности.	115 гм-2
Температурный коэффициент линейного расширения в интервале температур (201000 С), С-1.	(7074)10-7 С-1	ГОСТ 15173
Термостойкость - количество теплосмен в атм. воздуха (20130030 С), не менее.	200 циклов
Коррозионная стойкость, растворение в меланже (смесь 100% HNO3 + 96% H2SO4, соотношение 9/1).	1 мкм/год	Температура испытаний 2530 С
Микротвёрдость, кгсмм-2.	12001300 кгсмм-2	ГОСТ 9450-60
Прочность при ударе, кгссм не менее.	80 кгссм	ГОСТ 4765-73
Прочность при изгибе, мм.	20 мм	ГОСТ 6806-73
Предел прочности при отрыве, кгссм-2.	300 кгссм-2	ГОСТ 14760-69
Пористость (общая), %.	00,02 %	ГОСТ 2409-67
Вибростойкость. Электродинамический вибростенд, частота 500 Гц, виброускорение до 5 g.	Признаки разрушения отсутствуют.
Назначение и рекомендуемая область применения покрытия.	Применяется для длительной защиты ниобиевых сплавов от газовой коррозии в интервале 1300 С.
Возможность массового производства компонентов, входящих в состав покрытия.	Исходные компоненты имеют ГОСТы и выпускаются отечественной промышленностью.
Кем разработан состав и технология синтеза покрытия.	Институт химии силикатов РАН.

Важное обстоятельство технологии синтеза бескислородных покрытий связано с возможностью широкой корректировки свойств защитного слоя путём изменения составов, формирования композиционных многослойных покрытий, создания промежуточных и барьерных слоёв (карбидные, боридные и др.) без существенного изменения технологических параметров.

В тоже время результаты исследования характера физико-химических процессов, сопровождающих основные этапы синтеза, указывают на существование резервов, использование которых даёт возможность существенно улучшить качество покрытий. Один из таких резервов кроется в использовании композиций, содержащих бескислородные соединения.

Данные исследования характера формирования бескислородных покрытий в системах Cr--Si--MoS₂--Nb--B и Cr--Si--MoSe₂--Nb--B подтверждают высокую эффективность модификации бескислородных композиций халькогенидными соединениями молибдена на процессы, сопровождающие основные этапы низкотемпературной и высокотемпературной стадии технологии синтеза жаростойких бескислородных покрытий.

Обзор литературных источников по этой проблематике указывает на то, что синтез жаростойких бескислородных покрытий в системе Cr--Si--Mo--Nb--B из композиций, содержащих халькогениды молибдена MoS₂ и MoSe₂, имеет много общего с процессами, которые сопровождают синтез НРЧ в условиях термического разложения химических соединений при получении металлов в индивидуальном состоянии или в виде составных частей нанокомпозитов. Следствием образования, в результате диссоциации халькогенидов, высокоактивной формы элементарного молибдена, является формирование фазового состава с преобладанием соединений, определяющих высокую жаростойкость защитного слоя (табл. 5).

Таблица 5. Данные сравнительных исследований фазового состава и жаростойкости бескислородных покрытий, синтезированных из композиций на основе Cr - Mo - Nb - Si - B, содержащих халькогениды молибдена (MoS₂, MoSe₂). Синтез осуществлён в контролируемой атмосфере воздуха, при остаточном давлении 2,7510 Па. (210?⁴ ат.)

Состав композиции	Объект исследования	Доминирующие фазы	Жаростойкость, ч (воздух, 1400/1600 С)
Исходная композиция Cr - Si - Mo - Nb - B	поверхность покрытия	MoSi2, Mo5(B, Si)3, NbSi2, (Nb, Cr)xBy	45/3
	промежуточная область	MoSi2, Cr3NbSi2,66, NbSi2, CrSi
	зона подложка - покрытие	MoSi2, Cr3NbSi2,66, NbSi2, NbB2
Cr - Si - MoS2 - Nb - B	поверхность покрытия	MoSi2, NbSi2, Mo5(B, Si)3, (Nb, Cr)xBy	170/6
	промежуточная область	MoSi2, Cr3NbSi2,66, NbSi2
	зона подложка - покрытие	MoSi2, Cr3NbSi2,66, Nb5Si3
Cr - Si - MoSe2 - Nb - B	поверхность покрытия	MoSi2, NbSi2, CrB	560/6
	промежуточная область	Mo, MoSi2, NbSi2, Cr3NbSi2,66
	зона подложка - покрытие	Mo, MoSi2, NbSi2,

Отщепляемые халькогенидные составляющие (S, Se) инициируют окислительно-восстановительные процессы, протекающие как в формируемом слое, так и на границе раздела с окружающей средой, вследствие чего образуются газообразные соединения, которые легко удаляются из зоны реакции в условиях пониженного давления.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что использование, в качестве прекурсоров, халькогенидов или других бескислородных соединений металлов IV-VI а групп и аналогичных соединений некоторых металлов расширяет область применения элементов технологии синтеза высокодисперсных материалов.

В ряду положительных свойств бескислородных жаростойких покрытий следует отметить их пластичность в горячем состоянии и высокую адгезионную прочность сцепления с поверхностью. Эти качества позволяют использовать бескислородные покрытия для технологической защиты конструкционных, тугоплавких сплавов в условиях пластической деформации при выполнении операций, связанных с различными видами механической обработки заготовок - ковки, штамповки и др. Переделы такого рода на заготовках с бескислородными технологическими покрытиями могут осуществляться в условиях воздушной среды и оптимальном температурном интервале пластичности конструкционных сплавов на основе ниобия и молибдена (1200ч1300 єС).

Данные исследований, модификация и корректировка составов, отработка режимов формирования защитного слоя, позволили перейти к производственному технологическому процессу использования бескислородных покрытий для технологической защиты конструкционных, тугоплавких сплавов при изготовлении деталей методом горячей объёмной штамповки (табл. 6).

Пластическая деформация деталей осуществлялась на горизонтально-ковочной машине ГКМ-4, кривошипном прессе КГШП-4000т и паровоздушном молоте с массой падающих частей 16 т за 1-3 перехода без промежуточных подогревов. Во всех случаях покрытие на поверхности отштампованных деталей сохраняется в виде тонкого, но сплошного слоя, без дефектов трещин и сколов.

Таблица. 6. Механические свойства сплава ВН2АЭ с бескислородным технологическим покрытием после горячей деформации

Показатели	Требования инструкции ИМ 33-75	Фрагменты деталей, использованные для проведения испытаний.
		Стакан.	Втулка.	Уголок.
Прочность на растяжение в, кгмм-2.	40	60,8	57	63
Предел текучести т, кгмм-2.	30	48,3	45,1	54
Относительное удлинение , %.	18	24,3	24	19
Относительное сужение , %.	45	56	60,7	55
Ударная вязкость аH, кГмсм-2.	8,0	12,1	10,3	11

Применение бескислородных технологических покрытий позволило исключить дополнительную механическую обработку или уменьшить припуск до 0,51,0 мм на сторону. Высокое качество поверхности деталей после штамповки, технологичность процесса и его рентабельность, позволили рекомендовать бескислородные модифицированные композиции к широкому использованию в качестве защитных покрытий при производстве точных рациональных заготовок из конструкционных тугоплавких сплавов методами пластической деформации. Промышленное использование технологического процесса подтверждено отраслевым стандартом ОСТ 92-4437-84 «Поковки кованые и штампованные из ниобиевых сплавов», регламентирующем технические требования, правила приёмки и методы испытаний.

В Главе 8 «Синтез стеклокерамических материалов с использованием приёмов золь - гель технологии», которая состоит из трёх разделов, предметом исследования являются золь-гель методы получения композиционных стеклокерамических материалов и покрытий.

История исследований в области химии композиционных стеклокерамических материалов во многом связана с работами группы сотрудников Института химии силикатов РАН, возглавляемой профессором А.И. Борисенко, который положил начало получению неорганических покрытий золь-гель методом из дисперсных коллоидных систем - золей и суспензий на основе алкоксидных, щелочесиликатных и фосфатных прекурсоров с оксидными наполнителями.

Использование принципиально новых растворных композиций для получения жаростойких стеклокерамических электроизоляционных покрытий, в которых дисперсионной компонентой является коллоидный раствор - золь, а дисперсной фазой высокодисперсные оксидные компоненты, позволило создать новый вид стеклокерамических материалов, существенно отличающихся от аналогов, получаемых с использованием методов традиционного эмалирования.

В тоже время исследования позволили выявить некоторые особенности присущие физико-химическим процессам, которые протекают в условиях синтеза стеклокерамических материалов с использованием элементов золь-гель технологии:

* Во-первых, в случае получения стекловидной матрицы непосредственно из золей существуют определенные ограничения, лимитирующие количество образующейся стеклосвязки, обусловленные, прежде всего, растворимостью исходных соединений, условиями протекания гидролиза и поликонденсации прекурсоров в тонком слое золя во время формирования стекловидного слоя.

* Во-вторых, при получении материалов из суспензий, в состав которых, наряду с золями входит дисперсная неорганическая составляющая, на высокотемпературной стадии синтеза значительная часть образующейся стеклофазы, в большинстве случаев, расходуется на взаимодействие с наполнителем. В конечном счете, это негативно отражается на прочности, пористости и других свойствах стеклокерамики.

Один из путей решения проблемы находится в плоскости использования, в процессе получения материалов и покрытий, промежуточных продуктов в виде - дисперсных стеклокерамических композиций, которые формируются из гомогенизированных суспензий, в состав которых входит дисперсная компонента и дисперсионная составляющая, как правило, золи водно-спиртовых растворов частично гидролизованного и полимеризованного тетраэтилового эфира ортокремнёвой кислоты (ТЭС), нитратов металлов, эмульгаторов и соответствующего катализатора. Основа дисперсионной составляющей стеклообразующих растворов может быть представлена рядом других алкоксидных соединений, а также щелочесиликатными и фосфатными прекурсорами (рис. 6).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Метод применим при синтезе композиционных материалов на основе дисперсных оксидов, бескислородных соединений (силициды, карбиды, халькогениды), металлов, различных модификаций углерода и природных минералов дисперсность которых, в зависимости от назначения получаемого продукта, может меняться в широких пределах от десятков нанометров до десятков микрон. Данный способ позволяет «плакировать» дисперсную составляющую с целью предотвращения её деструкции в условиях термического воздействия.

В контексте данной проблематики представлены основные результаты исследований, полученные при разработке технологии синтеза дисперсного «модифицированного» оксида алюминия Al₂O₃ с использованием элементов золь-гель синтеза из прекурсоров на основе - , - формы Al₂O₃ и кордиеритоподобной золь-гель композиции 2CoO2Al₂O₃5SiO₂.

Выбор композиции, используемой для модифицирования поверхности дисперсной составляющей путём создания стекловидной оболочки, обусловлен физико-химическими свойствами стекла, которое формируется в той или иной системе. В данном случае это система 2CoO2Al₂O₃5SiO₂ идентичная по составу кордиериту 2MgO2Al₂O₃5SiO₂, в котором магний замещен кобальтом. Стекло имеет низкий коэффициент теплового расширения и не кристаллизуется при длительном отжиге, что позволяет использовать «модифицированную» дисперсную композицию в качестве исходного материала для формирования теплозащитных покрытий методами электродугового плазменного напыления.

Основной элемент предлагаемой технологии связан с оптимизацией процессов структурирования, гелеобразования и коагуляции в золях и суспензиях, что позволяет получать устойчивые «наполненные» гели с дисперсной составляющей, равномерно распределенной по всему объему, без признаков расслоения и седиментации. Такие гели являются исходным продуктом для формирования, после соответствующей термообработки, дисперсных «модифицированных» стеклокерамических материалов, которые представляют собой частицы неорганических веществ, заключенных в стекловидную оболочку практически любого состава.

В качестве дисперсной составляющей «наполненных» гелей, использовался - Al₂O₃ с размером зерна 5090 мкм. Повышение седиментационной устойчивости дисперсии осуществлялось путём введения поливинилового спирта (ПВС) в количестве 110 мас.%. При исследовании влияния процессов гелеобразования на свойства формируемого материала, соотношение количества дисперсионной среды и дисперсной составляющей варьировалось в пределах 2080 мас.%. В оптимальном варианте соотношение компонентов в наполненном ксерогеле составило - ксерогель+ПВС / -Al₂O₃ = 50 / 50. Гомогенизация дисперсии проводилась путём ультразвукового воздействия. Этап формирования «наполненных» гелей после определённого промежутка времени вызревания завершался термостатированием при 100 С и образованием дисперсного продукта в виде оксидных частиц заключённых в оболочку из ксерогеля.

Оценка характера взаимодействия золя с поверхностью оксида алюминия производилась на основании атомной силовой микроскопии (АСМ) поверхности полированного корунда «Polycor 5» с плёнкой из золя 2CoO2Al₂O₃5SiO₂, нанесённой методом центрифугирования, которая позволяет (рис. 7) констатировать факт присутствия на поверхности подложки бездефектной, достаточно однородной плёнки.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Заключительная стадия технологического процесса формирования модифицированной композиции осуществляется путём высокотемпературной термообработки промежуточного дисперсного продукта в температурном интервале 10001300 С и завершается образованием стекловидной оболочки на поверхности оксидной частицы. В процессе термообработки создаются условия, при которых формируется продукт, обладающий необходимым комплексом физико-химических свойств.

Результаты физико-химических исследований характера изменений, которые происходят при термообработке гелей и модифицированных композиций, полученных из суспензий с различной концентрацией дисперсной составляющей, дают основание полагать, что при разложении геля в температурном интервале, превышающем 500 °С, происходит образование смеси аморфных оксидов, инертных по отношению к наполнителю. Повышение температуры до 1000 С сопровождается началом взаимодействием компонентов в объёме ксерогеля с образованием алюмокобальтовой шпинели CoAl₂O₄ и оксидов алюминия различных переходных кристаллических модификаций (к- , - , ч- Al₂O₃).

Область температур ? 1300 С характеризуется продолжением образования в ксерогеле алюмокобальтовой шпинели CoAl₂O₄ и появлением в- кристобаллита, при этом исходный дисперсный - Al₂O₃ переходит в - Al₂O₃. Следует отметить определённую зависимость, связанную с резким уменьшением интенсивности аморфной фазы при введении в состав композиции поливинилового спирта (ПВС), что, по-видимому, обусловлено характером агрегатирования компонентов растворной композиции в присутствии поверхностно-активного вещества, которым является ПВС.

Одно из примечательных явлений связано с появлением в составе композиций, полученных без введения ПВС, после термообработки при 1300 С низкотемпературной переходной фазы оксида алюминия (к- Al₂O₃). Это, вероятно, вызвано определённым стабилизирующим влиянием, которое может оказывать силикатная оболочка, сформированная на поверхности дисперсного оксида алюминия.

Таким образом, оптимальный температурный интервал термообработки композиции находится в области температуры 1000 °С. Следствием дальнейшего повышения температуры является взаимодействие компонентов оболочки и образование соединений с дисперсной частицей. В результате этих процессов из модифицирующей составляющей выводятся компоненты, в данном случае оксиды, необходимые для последующего формирования фазы, обеспечивающей контактное взаимодействие в условиях синтеза покрытий или компактного материала.

В ряде случаев в технологии получения тугоплавких материалов и тонкодисперсных порошков используется низкотемпературная плазма. Плазмохимический синтез в электродуговой плазме сочетает высокие температуры и большие скорости охлаждения.

Перспективы, которые открывает использование электродуговой плазмы на высокотемпературной стадии синтеза «модифицированных» композиций из дисперсных оксидов, представляют несомненный интерес. Наряду с возможностью создания высоких температур в ионизированной газовой среде заданного состава, это связано с большими скоростями гетерогенных реакций.

Высокая скорость взаимодействия обусловлена атомными и молекулярными столкновениями в перемешивающихся потоках с относительно большими концентрациями реакционноспособных частиц, что приводит к образованию дефектов на поверхности твёрдой фазы, ускоряющих диффузию исходных веществ из объёма к поверхности.

Сравнение данных рентгеновского фазового анализа и растровой микроскопии «модифицированной» композиции после термообработки в температурном интервале 10001300 С и воздействия низкотемпературной плазмы выявило ряд особенностей характера формирования композиционного материала. Прежде всего, это связано с отсутствием выраженных рефлексов СоАl₂О₄, 3Аl₂О₃2SiО₂ и появлением, наряду с высокотемпературной модификацией - Al₂O₃, переходных кристаллических модификаций к- и ч- Al₂O₃. В тоже время свидетельством присутствия стеклофазы являются размытые дифракционные максимумы с интенсивностью 10% и ярко синяя окраска композиционного материала. Вероятно, стекловидная оболочка на поверхности оксидной частицы (рис. 8. с) имеет аморфную структуру, которая формируется под воздействием высоких температур и больших скоростей охлаждения.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

В целом, можно констатировать следующее:

созданы основы технологии получения стеклокерамических материалов с использованием элементов золь-гель синтеза устойчивых дисперсий с дисперсными оксидами из золей на основе тетраэтоксисилана (ТЭС), допантов и стабилизирующих добавок;

синтезирован композиционный керамический порошковый материал на основе дисперсного Al₂O₃ (-, - формы), капсулированного в стекловидную оболочку из кордиеритоподобной золь-гель композиции 2CoO2Al₂O₃5SiO₂;

установлен факт стабилизации промежуточных метастабильных фаз оксида алюминия: - и ч- фаз Аl₂О₃ при 1000 °С, к- фазы при 1300° С;

выявлен ряд особенностей, связанных с процессами аморфизации стекловидной оболочки и стабилизации промежуточных метастабильных фаз оксида алюминия: к- и ч- Al₂O₃ в условиях воздействия воздушной электродуговой плазмы;

материалы разработки защищены двумя патентами РФ.

Выводы

Систематически исследована физикохимия основных стадий синтеза жаростойких покрытий в системе - бескислородная композиция Cr-Si-Mo-NbВ подложка из ниобиевого сплава 5ВМЦ.

Разработана технология формирования бескислородных боросилицидных покрытий на деталях из тугоплавких сплавов в неравновесных условиях экзотермического процесса.

Формирование бескислородных боросилицидных покрытий в системе Cr-Si-Mo-NbВ, в оптимальном режиме (14501500 С, Р_{атм. ост} - 110^-1 Па), протекает с образованием высших силицидов, смешанных силицидов, боросилицидов и боридов - NbSi₂, Cr₃NbSi_2,66, (Nb,Cr)_xB_y, NbВ₂, фазовый состав и структура которых определяют жаростойкость защитного слоя.

Синтез бескислородных боросилицидных покрытий в условиях нестационарного теплообмена и пониженного атмосферного давления сопровождается испарением (сублимацией) компонентов композиции: хрома, кремния и бора, удалением адсорбированных газов и влаги, термодеструкцией остатков ПАВ - алкилбензолсульфоната С_nH_2n+1 C₆H₄SO₃Na (n = 1018), Na₂SO₄ и Na₂SO₃, продуктов разложения кристаллогидратов МоО₂₅(ОН)₅₁₀, газообразных продуктов взаимодействия. Экспериментально обоснована взаимосвязь этих процессов с реакциями, которые инициируют образование боросилицидов, силицидов, и боридов Cr₃Nb Si_2,66, Mo₅(B Si)₃, Nb₅Si₃, NbB₂.

При исследовании основных стадий технологического этапа подготовки и закрепления компонентов бескислородной композиции Cr-Si-Mo-NbВ на поверхности подложки установлено, что на стадии диспергирования и гомогенизации протекают механохимические и химические процессы, активирующие взаимодействие дисперсной фазы и дисперсионной среды (10% водный раствор алкилбензолсульфоната натрия), которое приводит к пассивации поверхности компонентов, а также образованию водорастворимых соединений переменного состава таких как - Мо₈O₂₃8H₂O, Мо₄O₁₁H₂O, Mo₂O₅H₂O. Показано, что данные процессы могут оказывать, как позитивное, так и негативное влияние на свойства покрытий.

В результате сравнительных исследований физико-химических свойств бескислородных покрытий, синтезированных в атмосфере аргона и азота в интервале остаточного давления - 5,010⁴ 5,5 Па, воздуха - 2,710 5,5 Па, установлена зависимость влияния состава и давления газовой среды на жаростойкость покрытий. Максимальную жаростойкость защитного слоя при 1400 С в статической атмосфере воздуха имеют покрытия, сформированные при остаточном давлении 2,7510 Па. Жаростойкость покрытий, синтезированных в аргоне составляет - 78 ч, в азоте 36 ч и в воздушной среде 20 ч. Оптимальный фазовый состав синтезированных покрытий представлен высшими силицидами, боросилицидами и боридами, в случае синтеза защитного слоя в азоте отмечено присутствие нитридов ниобия.

На основании данных, полученных при исследовании основных физико-химических закономерностей синтеза бескислородных покрытий в системах Cr - Si - MoS₂ - Nb - B и Cr - Si - MoSe₂ - Nb - B, показано, что получение жаростойких бескислородных покрытий из композиций, содержащих халькогениды молибдена MoS₂ и MoSe₂, сопровождается явлениями, которые сопутствуют процессам образования наноразмерных частиц в условиях термического разложения химических соединений. Синтезированные покрытия состоят, в основном, из дисилицида молибдена, боросилицидов и боридов, имеют однородную структуру и обладают повышенной жаростойкостью.

Разработана промышленная технология модифицированных бескислородных боросилицидных покрытий, которые могут использоваться в качестве технологической защиты тугоплавких конструкционных сплавов при выполнении операций пластической деформации - ковки, штамповки и др., Южный машиностроительный завод. Промышленное использование технологического процесса подтверждается отраслевым стандартом ОСТ 92-4437-84 «Поковки кованые и штампованные из ниобиевых сплавов».

Выполнены систематические исследования и разработана технология синтеза стеклокерамических композиционных материалов с использованием элементов золь-гель синтеза и последующей высокотемпературной обработки. Основной элемент технологического процесса связан с формированием устойчивых дисперсий, состоящих из оксидов и золей стеклообразующих композиций, в состав которых входят: тетраэтоксисилан (ТЭС), легирующие (нитраты металлов) и стабилизирующие (ПАВ) добавки.

В результате исследования условий формирования стеклокерамических материалов из устойчивых дисперсий, осуществлён синтез композиционного керамического порошкового материала на основе дисперсного оксида алюминия Al₂O₃ (-, - формы), капсулированного в стекловидную оболочку из кордиеритоподобной золь - гель композиции 2CoO2Al₂O₃5SiO₂.

На основании данных сравнительного исследования процессов формирования модифицированного дисперсного оксида алюминия Al₂O₃ в изотермических условиях термообработки при температурах 1000, 1300 С и в потоке низкотемпературной плазмы установлено, что в отличие от изотермических условий, при воздействии воздушной электродуговой плазмы, происходит аморфизация стекловидной оболочки и стабилизация промежуточных метастабильных фаз оксида алюминия: к- и ч- Al₂O₃.

Основные публикации

1. Хашковский С.В. совместно с Шиловой О.А., Кузнецовой Л.А. Синтез пористых неорганических материалов из золь-гель прекурсоров методом криохимической сублимации. // Физика и химия стекла. 2005. Т. 31, N 3. С. 474-478.

2. Хашковский С.В. совместно с Хамовой Т.В., Шиловой О.А. Золь-гель метод формирования силикатного покрытия на поверхности частиц порошка оксида алюминия. Teхника и технология силикатов. 2006. Том 13, № 2. С. 17-32.

3. Хашковский С.В. совместно с Шиловой О.А., Цветковой И.Н., Шауловым А.Ю. Об ультразвуковом воздействии при гелеобразовании в системе тетраэтоксисилан-борная кислота. // Физика и химия стекла. 2004. Т. 30, N 5. С. 639-640.

4. Хашковский С.В. совместно с Кузнецовой Л.А., Голубевой Т.Ю., Белюстиным А.А. Эмалевые композиции на основе гелеобразующих растворов щелочных силикатов. // Журнал прикладной химии. 1998. Т. 71. № 4. с. 553-555.

5. Хашковский С.В. совместно с Цветковой И.Н., Шиловой О.А., Шиловым В.В., Шауловым А.Ю., Гомза Ю.П., Золь-гель синтез и исследование гибридных органо-неорганических боросиликатных нанокомпозитов. Физика и химия стекла. 2006. Т. 32. № 2. С. 301-315.

6. Хашковский С.В совместно с Шиловой О.А., Тарасюк Е.В., Шевченко В.В., Клименко Н.С., Мовчан Т.Г., Шиловым В.В. Влияние гидроксилсодержащих низко- и высокомолекулярных добавок на устойчивость золь-гель систем на основе тетраэтоксисилана и структуру получаемых гибридных органо-неорганических покрытий // Физика и химия стекла. 2003. Т. 29, № 4. С. 527-541.

7. Хашковский С.В. совместно с Борисенко А.И., Николаевой Л.В., Говоровой Р.М., Рудюк В.Я. Гибкие неорганические электроизолирующие покрытия. // Журнал прикладной химии. 1972. Т. 45. № 10. С. 2258-2261.

8. Борисенко А.И., Хашковский С.В. Защита изделий из ниобиевых сплавов от высокотемпературной газовой коррозии. Л. Наука. 1986. 40 с.

9. Shilova О.A., Hashkovsky S.V., Kuznetsova L.A. Sol-gel preparation of Coatings for Electrical, Laser, Space Engineering and power // J. Sol-Gel and Technology. 2003. Vol. 26, N 1-3. Р. 687-691.

10. Shilova O.A., Hashkovsky S.V., Tarasyuk E.V., Shilov V.V., Shevchenko V.V., Gomza Yu.P., Klimenko N.S. Organic-Inorganic Insulating Coatings based on sol-gel technology Hi. // Sol-Gel and Technology. 2003. Vol. 26, N 1-3. Р. 1131-1135.

11. Хашковский С.В., Шилова О.А., Кузнецова Л.А. Проблемы золь-гель синтеза композиционных стеклокерамических материалов. // Вопросы химии и химической технологии. № 1. 2001. С. 68-74.

12. Шилова О.А., Хашковский С.В. Золь-гель метод получения композиционных стекловидных и стеклокерамических пленок на основе неорганических полимеров. //. Материалы. Технологии. Инструменты. Т. 6. № 2. 2001. С. 64-70.

13. Хашковский С.В. совместно с Шиловой О.А., Шиловым В.В., Шевченко В.В., Гомзой Ю.П., Клименко Н.С., Тарасюк Е.В. Органо-неорганические гибридные материалы для жаростойкой электроизоляции, получаемые золь-гель методом. // Вопросы химии и химической технологии. № 4. 2001. С. 77-79.

14. Хашковский С.В. совместно с Шиловой О.А., Бубновым Ю.З., Применение и перспективы использования тонких стекловидных пленок в технологии микроэлектроники. // Вопросы химии и химической технологии. № 1. 2001. С. 75-80.

15. Хашковский С.В. совместно с Шиловой О.А., Кузнецовой Л.А., Гармоновой Т.Н. и др. Синтез золь-гель методом стеклокерамических покрытий из модифицированных щелочесиликатных прекурсоров. // Вопросы химии и химической технологии. № 4. 2001. С. 74-77.

16. Хашковский С.В. совместно с Шиловой О.А., Тарасюк Е.В., Шевченко В.В., Клименко Н.С., Шиловым В.В. Золь-гель синтез гибридного органо-неорганического покрытия с использованием полимеров различной топологии // Вопросы химии и химической технологии. 2002. № 3. С. 254-260.

17. Хашковский С.В. совместно с Тарасюк Е.В., Шиловой О.А., Формирование гибридной органо-неорганической изоляции на обмоточных проводах непрерывным способом нанесения из золей. // Материалы. Технологии. Инструменты. 2003. Т. 8, № 3. С. 82-87.

18. Хашковский С.В., Чепик Л.Ф., Кузнецова Л.А. Растворная технология получения стекловидных неорганических плёнок и стеклокерамических покрытий. // Физикохимия силикатов и оксидов. / Под ред. акад. М.М. Шульца. СПб.: Наука, 1998, с. 277-286.

19. Хашковский С.В., Островский В.В., Жуковская И.В. О возможности создания жаростойких защитных покрытий с использованием нестационарной технологии. // Коррозионностойкие покрытия. / Под ред. акад. М.М. Шульца. СПб.: Наука, 1992, с. 245-248.

20. Хашковский С.В., Ивашкин В.В., Ефимова Л.Н., Торопов А.А. Зависимость механических свойств жаростойкой стеклосвязки P₂O₅-Al₂O₃-Na₂O от соотношения компонентов. // Коррозионностойкие покрытия. / Под ред. акад. М.М. Шульца. СПб.: Наука, 1992, с. 248-250.

21. Хашковский С.В., Борисенко А.И., Иванов А.А. Изучение процесса наплавления боросилицидных покрытий в вакуумной микропечи. // Антикоррозионные покрытия. / Под ред. д-ра техн. наук А.И. Борисенко. Л.: Наука, 1983, с. 169-172.

22. Хашковский С.В., Борисенко, А.И., Иванов А.А. Работоспособность боросилицидных покрытий в условиях стендовых испытаний. // Антикоррозионные покрытия. / Под ред. д-ра техн. наук А.И. Борисенко. Л.: Наука, 1983, с. 185-189.

23. Хашковский С.В., Борисенко А.И., Николаева Л.В., Ефимова Л.Н., Лазукин В.Б. О взаимодействии в системе металл - покрытие при наплавлении. // Высокотемпературная защита материалов. / Под ред. д-ра техн. наук А.И. Борисенко. Л.: Наука, 1981, с. 191-196.

24. Хашковский С.В. Процессы, протекающие при наплавлении покрытий в вакууме. // Защитные покрытия. / Под ред. д-ра техн. наук А.И. Борисенко. Л.: Наука, 1979, с. 148-152.

25. Хашковский С.В. совместно с Борисенко А.И., Пугач Т.Н. Покрытия для тугоплавких металлов. // Жаростойкие неорганические покрытия. / Под ред. д-ра техн. наук А.И. Борисенко. Л.: Наука, 1990, с. 68-70.

26. Хашковский С.В. совместно с Борисенко А.И., Пугач Т.Н., Петрологиновой М.В. Технологическая защита молибдена. // Жаростойкие неорганические покрытия. / Под ред. д-ра техн. наук А.И. Борисенко. Л.: Наука, 1990, с. 109-111.

27. Хашковский С.В. совместно с Рябовым С.И., Прокапало М.Г., Петренко М.И. и др. Технологическая защита ниобиевых заготовок под горячую объемную штамповку. // Защитные покрытия. / Под ред. д-ра техн. наук А.И. Борисенко. Л.: Наука, 1979, с. 161-164.

28. Хашковский С.В. совместно с Борисенко А.И., Николаевой Л.В., Говоровой Р.М., Рудюк В.Я. Гибкие неорганические электроизолирующие покрытия для обмоточных и термоэлектродных проводов. // Защитные высокотемпературные покрытия. / Под ред. д-ра техн. наук А.И. Борисенко. Л.: Наука, 1972, с. 182-189.

29. Хашковский C.В., Пугач Т.Н., Ефимова Л.Н. Некоторые особенности формирования бескислородных жаростойких покрытий в контролируемой атмосфере. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. д-ра хим. наук В.А. Жабрева. Ч. I. НИИХ. СпбГУ, 1997, с. 73-77.

30. Хашковский С.В. А.И. Борисенко и его вклад в развитие новых направлений в области создания температуроустойчивых функциональных покрытий. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. д-ра хим. наук В.А. Жабрева. Ч. I. НИИХ. СпбГУ, 1997, с. 84-89.

31. Хашковский С.В. совместно с Петренко М.И., Рябовым С.И., Прокапало М.Г. и др. Технологическая защита ниобиевых заготовок под горячую объемную штамповку. // Высокотемпературная защита материалов. / Под ред. д-ра техн. наук А.И. Борисенко. Л.: Наука, 1981, с. 181-184.

32. Хашковский С.В. Высокотемпературный синтез жаростойких боросилицидных покрытий из композиций, содержащих халькогениды молибдена. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. акад. В.Я. Шевченко. Т. 2. СПб: Янус. 2003. С. 138-141.

33. Хашковский С.В. Характер формирования суспензий в бескислородных системах на низкотемпературной стадии шликерно-обжиговой технологии получения жаростойких покрытий для защиты тугоплавих сплавов. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. акад. В.Я. Шевченко. Т. 2. СПб: Янус. 2003.С. 142-145.

34. Хашковский С.В., Тарасюк Е.В., Шилова О.А. Технология непрерывного способа получения жаростойкой гибридной электроизоляции на основе золь-гель композиций для обмоточных проводов. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. акад. В.Я. Шевченко. Т. 2. СПб: Янус. 2003. С. 146-150.

35. Хашковский С.В., Хамова Т.В. Плазмохимический синтез дисперсных стеклокерамических материалов из композиций, формируемых с использованием элементов золь-гель технологии. // Температуроустойчивые функциональные покрытия.. / Под ред. акад. В.Я. Шевченко. Т. 2. СПб: Янус. 2003. С. 151-154.

36. Хашковский С.В. Исследование процессов формирования бескислородных жаростойких покрытий в условиях вакуума и высоких температур. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. д-ра хим. наук В.А. Жабрева. Ч. 2. Тула. ТГПУ им. Л.Н. Толстого. 2001. С. 17-20.

37. Хашковский С.В., Шилова О.А., Кузнецова Л.А. Золь-гель метод получения стеклокерамических материалов и покрытий. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. д-ра хим. наук В.А. Жабрева. Ч. 2. Тула. ТГПУ им. Л.Н. Толстого. 2001. С. 21-24.

38. Хашковский С.В., Шилова О.А., Хамова Т.В. Гелеобразование и кристаллизация в процессе синтеза модифицированных керамических порошков на основе оксида алюминия с использованием золь-гель технологии. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. д-ра хим. наук В.А. Жабрева. Ч. 2. Тула ТГПУ им. Л.Н. Толстого. 2001. С. 25-29.

39. Хашковский С.В., Ефимова Л.Н., Беседникова И.Н., Шилова О.А. Синтез фосфатных стеклокерамических покрытий растворным методом в системе: ортофосфорная кислота - высокодисперсные природные минералы. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. д-ра хим. наук В.А. Жабрева. Ч. 2. Тула. ТГПУ им. Л.Н. Толстого. 2001. С. 39-43.

40. Хашковский С.В. совместно с Реутовичем С.С., Шиловой О.А., Хамовой Т. В. и др. Получение защитного жаростойкого покрытия методом электродугового плазменного напыления с использованием композиционных стеклокерамических порошковых материалов. // Температуроустойчивые функциональные покрытия. / Под ред. д-ра хим. наук В.А. Жабрева. Ч. 2. Тула. ТГПУ им. Л.Н. Толстого. 2001. С. 219-222.

41. Хашковский С.В. совместно с Шиловой О.А., Кротиковым В.А., Шиловым В.В. Гибкая жаростойкая изоляция для ядерной энергетики. // Scientific Papers of the Institute for Nuclear Researches, National Academy of Sciences of Ukraine. 2002. 2 (8). Р. 97-104. (русск.).

42. Hashkovsky S.V., Shilova O.A. Combustion of Stabilized Zirconium Oxide in System ZrO₂-Y₂O₃-MgO. / Proceedings of International Conference "Science for Materials in the Frontier of Centuries: Advantages and Challenges. Editor: Academian, Professor V.V. Skorokhod. Kiev: Frantsevich Institute for Problem of Materials Science of NASU. 2002. Р. 693-694.

43. А.с. 61997 СССР. Состав для получения защитных покрытий на ниобии и его сплавах / Хашковский С.В., Борисенко А.И., Николаева Л.В., Сиволодский Е.А., Иванов В.А., Вораксо Х.И., Фролов А.С., Кожухова В.Б. 1972. - не подлежит опубликованию в открытой печати.

44. А.с. 138036 СССР. Суспензия для получения защитных покрытий на ниобии и его сплавах. / Борисенко А.И., Константинова Т.Н., Николаева Л.В., Петренко М.И., Хашковский С.В., Прокапало М.Г. 1980 г.

45. Патент РФ № 2260569. Способ получения стеклокерамического покрытия / Хашковский С.В., Шилова О.А., Тарасюк Е.В. Заявлено 31.12.2003 г., опубл. 20.09.2005 г.

46. Патент РФ № 2204532, МКИ 7 С 03 В 8/02. Способ получения композиционного стеклокерамического материала / Хашковский С.В., Шилова О.А., Хамова Т.В., Реутович С.С. - № 2001118231/03; Заявлено 02.07.2001 г., опубл. 20.05.2003 Бюл. № 14.- 14 с; ил.

Размещено на Allbest.ru