1.2 Основные факторы, влияющие на качество покрытия
Материалы, используемые в качестве покрытий, могут наноситься различными способами. Покрытия из одного и того же материала, но нанесённые разными способами, будут иметь различные физико-химические и механические свойства.
Это становиться очевидным, если рассматривать взаимодействие и формирование покрытий из твёрдых или жидких части, парогазового состояния или ионов для одного и того же материала покрытия. Поэтому очень трудно правильно выбрать способ нанесения покрытия, удовлетворяющий комплексу требовании при создании летательных аппаратов.Анализ существующих данных в области теории и технологии нанесения покрытии различными способами свидетельствует о том, что, несмотря на имеющуюся обширную информацию в данной области нет их единой классификации, что практически очень сложно осуществить [1, 2, 5, 15, 16, 17, 18, 19, 20,21].
Процесс нанесения покрытия любым способом состоит в основном из следующих этапов:
подготовка поверхности заготовки - механическими, химическими электрофизическими и др. способами;
подготовка материала покрытия перед его нанесением - диспергирование, нагрев, испарение и т.д.;
перенос материала покрытия к подложке - движение твёрдых и жидких частиц, молекул, атомов, ионов и электронов в жидких, газовых и разряжённых средах:
взаимодействие материалов покрытия и подложки;
последующая обработка покрытий - механическая, термическая, облучением и т.д.;
контроль качества нанесённого покрытия - определение физико-химических, механических и служебных свойств.
По мнению большинства специалистов наиболее важным является четвёртый этап, который ответственен за образование прочных связей между покрытием и подложкой. Процесс взаимодействия многие авторы разделяют на три стадии [1, 2, 3, 5, 19, 20, 21]:
сближение соединяемых материалов на расстояния, требуемые для взаимодействия (образование физического контакта);
взаимодействие материалов на границе раздела фаз и при формировании всей толщины покрытия;
процессы, протекающие после нанесения покрытий (диффузионные, релаксационные и др.).
Физико-механические свойства покрытий (прочность сцепления, твёрдость, пористость, износостойкость и т.д.) зависят от полноты протекания указанных стадий. Наиболее характерным показателем является прочность сцепления покрытия с подложкой (адгезия), которая по существующим теориям может быть обусловлена различными силами взаимодействия (механическими, молекулярно-кинетическими, адсорбционные, электронными, диффузионными и др.).
Исследования покрытий показывают, что при любом способе их нанесенияодновременно существуют различные механизмы взаимодействия покрытия с подложкой, что объясняется состоянием поверхности подложки, фазовым
**' состоянием и энергетическими параметрами напыляемого материала. Противоречивые результаты при раскрытии механизма и кинетики процесса взаимодействия можно объяснить различными состояниями поверхности подложки и напыляемого материала. Поэтому на контактной поверхности присутствуют всевозможные комбинации видов связи. Создавая определённые условия в зоне контакта соединяемых материалов, можно получить любой механизм адгезионной прочности. Трудность познания адгезионной прочности
покрытий обусловлена ещё и тем, что существует огромное число факторов, влияющих на условия взаимодействия, которые в процессе нанесения могут изменяться в широких пределах и проявляться в различные моменты. Свойства покрытий в большой степени зависят от технологических параметров выбранного процесса, что позволяет регулировать их в широких пределах.
Качество покрытия зависит от многих постоянных и переменных факторов. Их количество, по оценкам различных исследователей, составляет от 20 до 60 [1, 2, 5, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21]. Поэтому в зависимости от свойств материала покрытия, а также материала основы и формы изделия технологический режим в каждом конкретном случае требуется подбирать индивидуально.