18.01.2016

Термическое напыление наноструктурных покрытий представляет собой перспективный подход, позволяющий использовать уникальные механические и физические свойства наноструктурных материалов (высокие прочность, ударную вязкость и коррозионную стойкость). При увеличении удельной площади границы количество примесей на единицу площади границы уменьшается по сравнению с крупнозернистым материалом того же состава при той же объемной концентрации примесей. Более чистая поверхность зерен обеспечивает более высокую коррозионную стойкость по границам в сравнении с крупнозернистым кристаллическим материалом.
Наноструктурные покрытия с размером зерен менее ~ 10 нм характеризуются резким улучшением физических характеристик. Наноразмерные кристаллические зерна обладают высокой термической стабильностью и эффективно тормозят движение дислокаций, что придаст покрытиям высокую прочность и в некоторых случаях высокую ударную вязкость.
Важное преимущество покрытий с наноразмерной зернистой структурой связано с уменьшением остаточных напряжений, что впервые позволило создать значительно более толстые покрытия, которые в отдельных случаях в четыре раза толще, чем покрытия из обычных материалов. Например, термическим напылением при использовании высокоскоростных кислородсодержащих струй удалось получить разнообразные наноструктурные покрытия (никель, суперсплав и нержавеющая сталь; WC/Co), которые обладают значительно большей микротвердостью, чем покрытия из обычных материалов.
Потенциальные области применения рассмотренных наноструктурных покрытий — от термозащитных покрытий лопаток газотурбинных двигателей до износостойких деталей в механизмах вращения.