Оптимизация процесса газотермического напыления полимерных покрытий, модифицированных наноалмазами

УДК 621.793
Авторы Вариков Геннадий Анатольевич
Дрозд Кирилл Михайлович
Жорник Виктор Иванович, доктор технических наук, доцент
Аннотация С использованием метода многомерного проектного синтеза разработана экспериментально-статистическая математическая модель процесса газотермического напыления композиционного полимер-наноалмазного покрытия для различных видов наноразмерного модификатора (очищенные наноалмазы детонационного синтеза (НАДС) и алмазосодержащая шихта (ША)), в которой в качестве управляющих параметров приняты концентрация модификатора в исходной полимер-наноалмазной порошковой композиции (C), давление горючей смеси (Р), дистанция наплыления (l) и толщина покрытия (h), а критериями оптимизации являются адгезионная прочность (?сц) и коррозионная стойкость (К). На основе полученных уравнений регрессии рассчитаны оптимальные параметры процессов газотермического нанесения композиционных полимер-наноалмазных покрытий на полиамидной матрице с различными видами наноалмазного модификатора, удовлетворяющих заданным показателям качества (?сц = 10,0–15,0 МПа, К = 35–40 сут), в следующих границах: для покрытия «полимер-НАДС»: C = 0,15–0,21 масс.%, Р = 0,15–0,25 МПа, l = 83–113 мм, h = 97–111 мкм; для покрытия «полимер-ША-А»: С = 0,18–0,26 масс.%, Р = 0,20–0,30 МПа, l = 71–101 мм, h = 110–134 мкм.
Ключевые слова компьютерное моделирование, многомерный проектный синтез, полимер-наноалмазное покрытие, оптимизация, режимы напыления, параметры качества
  Литература
1. Довгяло, В.А. Композиционные материалы и покрытия на основе дисперсных полимеров. Технологические процессы / В.А. Довгяло, О.Р. Юркевич. – Минск: Навука і тэхніка, 1992. – 256 с.
2. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология / М.Л. Кербер [и др.]; под ред. А.А. Берлина. – СПб.: Профессия, 2009. – 556 с.
3. Протасов, В.Н. Теория и практика применения полимерных покрытий в оборудовании и сооружениях нефтегазовой отрасли: монография / В.Н. Протасов. – М.: Недра, 2007. – 374 с.
4. Grainger, S. Engineering coatings: Design and application (Second edition) / S. Grainger, J. Blunt. – Sawston, Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2013. – 336 p.
5. Шабанова, В.П. Химия и физика полимеров со специальными свойствами: учеб. пособие / В.П. Шабанова. – Волгоград: РПК Политехник, 2004. – Ч. 2. – 63 с.
6. Автофоретическое формирование полимерных покрытий на поверхности алюминия и его сплавов/ С.С. Симунова [и др.] // Изв. вузов. Сер. Химия и хим. технол. – 2008. – Т. 51, Вып. 5. – С. 27–30.
7. Долматов, В.Ю. Ультрадисперсные алмазы детонационного синтеза. Получение, свойства, применение / В. Ю. Долматов. – СПб.: СПбГПУ, 2003. – 344 с.
8. Наноалмазы детонационного синтеза: получение и применение / П.А. Витязь [и др.]; под общ. ред. П.А. Витязя. – Минск: Беларус. навука, 2013. – 381 с.
9. Белоцерковский, М.А. Исследование возможности нанесения композиционных полимерных покрытий термораспылением экструдатов / М.А. Белоцерковский, А.В. Чекулаев // Вестн. Полоц. гос. ун-та. Cер. Прикладные науки. – 2005. – № 6. – С. 79–83.
10. Андреева, А.В. Адгезия в полимерных композиционных материалах: метод. указания / А.В. Андреева. – Саратов: Саратовский гос. тех. ун-т, 2011. – 26 с.
11. Vityaz, P.A. Computer methodology of systematic optimization designing of technological systems «rawmaterial–technology–final material» / P.A. Vityaz, O.V. Zhilinsky, T.V. Laktiushina // International Workshop «Mesomechanics: fundamental and applications» (MESO 2003) and the VII International Conference «Computer Aided Design of Advanced Materials and Technologies» (CADAMT`2003), August 18–23, 2003. – Tomsk, Russia: Institute of Strength Physics and Materials Science, SB RAS. – P. 174–176.