- •Поверхневі фіз-хім процеси
- •1. Основні поняття і особливості стану поверхні твердого тіла, суть поверхневих перекручквань
- •2 Поняття фізичної і хімічної неоднорідності поверхні твердого тіла.
- •3 Порівняльна характеристика поверхневої енергії і поверхневого натягу, їхня розмірність.
- •4 Поверхневий шар твердого тіла, згущення поверхневої енергії.
- •Поняття поверхневої та повної енергії кристалічних тіл.
- •6. Основні поняття з термодинаміки, термодинамічні параметри, функціх стану.
- •7 Основні термодинамічні рівняннядля опису енергії поверхневих шарів.
- •8 Характеристичні функції(6), термодинамічні потенціали, оцінка спрямованості протікання реакцій
- •9 Загальна характеристика методів розрахунку вільної енергії Гібса..
- •10. Охарактеризувати поняття адсорбції. Основне рівняння адсорбції.
- •11. Фізична і хімічна адсорбція. Відміна між ними.
- •12.Хімічна адсорбція, перехід від фізичної до хімічної адсорбції.
- •13. Змочування і розтікання рідини на поверхні твердих тіл.
- •14. Умова рівноваги при контакті рідини з твердим тілом. Міра змочувальної здатності рідини.
- •15. Розтікання, рівняння Юнга.
- •16. Адгезія, робота адгезії рідини.
- •17. Порівняльний аналіз явищ адгезії і когезії.
- •18. Енергія границь зерен кристалла.
- •19. Обгрунтувати умови можливості протікання процесу кристалізації.
- •20. Поняття зародкоутворення. Критичний розмір зародку
- •21. Закон дифузії Фіка
- •22. Поверхнева диффузія, самодиффузія, гетеродиффузія.
- •23. Основні параметри, що характеризують диффузію.
- •24. Коефіцієнт диффузії, фактори, що впливають на коефіцієнт диффузії.
- •25. Механізми спікання твердих тіл, що контактують у точці.
- •26. Поверхнева дифузія при спіканні твердих тіл, при поверхневий шар.
- •27. Основні поняття фізики міцності та пластичності поверхневих шарів твердих тіл. Теоретична та реальна міцність твердих тіл.
- •28. Типи дефектів твердих тіл. Поверхневі дефекти.
- •29. Дислокації, їх види, взаємодія і переміщення дислокацій.
- •30. Вплив поверхні на процесс пластичної деформації твердих тіл.
- •31. Дати оцінку поведінки поверхневих шарів при пластичній деформації; Особливості переміщення дефектів поблизу вільних поверхонь; градієнт щільності та швидкості дислокацій поблизу поверхні тіла.
- •32.Стадії мікропластичної деформації в при поверхневих шарах кристалів.
- •33. Бар”єрний ефект приповерхневих шарів при деформуванні матеріалів, його фізична суть.
- •34. Загальна характеристика середовищ, групи середовищ.
- •35. Елементарні процеси взаімодії металів з газами.
- •36. Адсорбційний ефект Ребіндера(зміна механічних властивостей тіл під дією адсорбційно-активних середовищ).
- •37. Загальна класифікація методів нанесення покриттів; поняття процесів осадження плівок і покритів.
- •38. Класифікація методів нанесення покриттів за станом матеріалу, що наноситься на поверхню твердого тіла.
- •39. Фізичне і хімічне осадження із парової фази; стадії процесу осадження плівок і покриттів.
- •40. Характеристика процесів випаровування та розпилення металів.
- •41. Вплив плівок на фізико-механічні властивості матеріалів(ефекти Роско, Крамера і інші)
- •42. Адгезія і когезія плівок та покриттів. Робота адгезії.
- •43. Визначити основні процеси, що супроводжують відрив плівок; Складові, від яких залежить адгезійна міцність та сила зчеплення плівок до твердих тіл.
- •44. Теоретичні критерії адгезії та контактної активності плівок і покриттів.
- •45. Класифікація методів нанесення газотермічних покриттів.Загальна характеристика процесів утворення контакту при газотермічному напилюванні.
- •46. Плазмове напилювання; утворення фізичної площі контакту при ударній взаємодії частинок з поверхнею твердого тіла.
- •47. Механізм активації при газотермічному напилюванні (канали активації).
- •48. Температурний режим у між фазній зоні в умовах плазмового напилювання.
- •49. Роль поверхневої енергії і дефектів у підвищенні контактної температури при плазмовому напилюванні.
- •50. Формування хімічних зв”язків і міжфазної зони при плазмовому напилюванні.
45. Класифікація методів нанесення газотермічних покриттів.Загальна характеристика процесів утворення контакту при газотермічному напилюванні.
Газотермiчнi процеси напилення можно класифiкувати за енергетичними ознаками або функцiональним призначенням.
Газотермiчне папилення (ГТН) за енергетичними ознаками можна класифiкувти за такими видами:
- газополуменеве напилення (ГН) - газотермiчне напилення, при якому для напилення використовується струмiнь продуктiв горiння сумiшi газiв, якi спалюються за допомогою пальника;
- детонаційне напилення (ДН) - газотермичне напилення, при якому для напилення використовується струмінь продуктів детонацii;
- електродугове напилення (ЕДН) - газотермiчне напилення, при якому нагрiвання металу у виглядi дроту, стержня або стрiчки спричиняється електричною дугою, а диспергування - струменем стиснутого газу (повiтря);
- плазмове напилення (ПН) - газотермiчне напилення, при якому для напилення використовується плазмовий струмінь.
Плазмове напилення може бути плазмово-дуговим (ПлДН), прй якому плазмовий струмiнь утворюється за допомогою електричної дуги, та високочастотним (ВПлН), при якому плазмовий струмінь утворюється за допомогою високочастотного розряду.
- „холодне” газодинамічне напилення (ХГН) – напилення при якому для утворення покриття використовується кінетична енергія високошвидкісного (надзвукового) газового струменю розігрітого до температури значно меншої, ніж температура плавлення матеріалу, що напилюється.
- лазерне напилення (ЛН) – напилення, в якому для утворення покриття використовується лазерний промінь, який дозволяє точно контролювати теплове впиромінювання носія енергії. Співосно з променем подається захисний газ (аргон, гелій, їх суміші, або азот) з витратами 1,2-3 м3/год. Порошок подається у зону фокуса. Найпоширенішими є газолазерні установки (СО2-лазери).
Газотермiчне напилення, при якому у об’ємi робочої камери пiдтримується заданий склад та тиск газового середовища називається напиленням у контрольованiй атмосферi.
Газотермiчне напилення у контрольованiй атмосферi, при якому безперервно пiдтримується завдане розрiдження газового середовища називається напиленням у динамiчному вакуумi.
Покриття, одержане газотермiчним напиленням називається газотермічним покриттям.
Залежно вiд виду використаної для напилення енергiї розрiзняють газополуменеве, електродугове, та детонацiйне, плазмове або плазмово-дугове покриття.
Також поширюються процеси з використанням надзвукових струменів: плазмового та струменю продуктів горіння при газополуменевому напиленні.
46. Плазмове напилювання; утворення фізичної площі контакту при ударній взаємодії частинок з поверхнею твердого тіла.
Взаимодействие частиц при плазменном напылении с поверхностью твёрдого тела (основой) осуществляется в соответствие со следующими этапами: 1 этап – образование физического контакта, как следствие пластической деформации микровыступов поверхности подложки после ударного взаимодействия с напыляемыми частицами, образование физического контакта; 2 этап – установление прочных химических связей в результате активации контактных поверхностей; 3 этап – объёмное взаимодействие, сопровождающееся гетеродиффузией, образованием новых фаз.
Первый этап взаимодействия частиц при ГТН с основой – удар. В процессе удара идёт формирование физического контакта, являющегося следствием пластической деформации микрорельефа поверхности при взаимодействии с высокоскоростными и высокотемпературными частицами. Напыляемые высокотемпературные частицы находятся в высокопластическом состоянии, и при ударе о микровыступы растекаются по микронеровностям. Под действием динамических нагрузок со стороны высокоскоростных частиц происходит смятие микровыступов и формирование физической площади контакта, которая в дальнейшем определяет степень прочности контактной парычастицы – поверхность основы. Площадь физического контакта, на которой устанавливаются относительно слабые взаимодействия (силы Ван-дер-Ваальса), зависят от степени деформации поверхностных слоёв основы, что в свою очередь определяется скоростью движения и плотностью дислокаций, выходящих на поверхность в зону контаката.
При ГТН физический контакт образуется с высокой интенсивностью за счёт высокой подвижности жидкой фазы и не лимитирует процесс образования соединения.
Частицы жидкого (высокопластичного) металла при соударении с подложкой растекаются и деформируются на ней до образования тонкого плоского слоя. Длительность этого процесса зависит от скорости движения частиц. В первый момент соударения с подложкой частица жидкости деформируется упруго. Ударное и импульсное давление, возникающее вследствие проявления эффекта гидравлического удара жидкой частицы о подложку, зависит от скорости движения частицы