Вплив режимів електролізу на структуру та властивості покриттів на алюмінієвих сплавах, сформованіх при анодно-катодному мікродуговому оксидуванні

Автор(и)

  • Valery Belozerov Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-7623-3658
  • Oleg Sоbоl Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-4497-4419
  • Anna Mahatilova Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0001-7146-7087
  • Valeria Subbotinа Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-3882-0368
  • Taha A. Tabaza Al-Zaytoonah University Queen Alia Airport str., 594, Amman, Jordan, 11733, Йорданія
  • Ubeidulla F. Al-Qawabeha Tafila Technical University P O Box, 179, Tafila, Jordan, 66110, Йорданія
  • Safwan M. Al-Qawabah Al-Zaytoonah University Queen Alia Airport str., 594, Amman, Jordan, 11733, Йорданія

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.121744

Ключові слова:

структурна інженерія, анодно-катодний режим, товщина покриття, фазовий склад, корунд, властивості

Анотація

Наведено результати дослідження фазового складу і властивостей МДО-покриттів на алюмінієвих сплавах. Покриття були одержані в лужно-селікатному електроліті на змінному сінусоідальному струмі і в імпульсному режимі струму. Показано, що підвищена щільність мікророзрядів при імпульсної технології збільшує сумарну енергію, що виділяється в них. Це обумовлює підвищення швидкості зростання оксидного покриття і ймовірність утворення α-Al2O3 фази. Одержані при мікроплазмове оксидуванні в імпульсному струмовому режимі покриття мають високу твердість і електричну міцність

Біографії авторів

Valery Belozerov, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, професор

Кафедра матеріалознавства

 

Oleg Sоbоl, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Доктор фізико-математичних наук, професор

Кафедра матеріалознавства

Anna Mahatilova, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Кафедра матеріалознавства

Valeria Subbotinа, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра матеріалознавства

Taha A. Tabaza, Al-Zaytoonah University Queen Alia Airport str., 594, Amman, Jordan, 11733

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра машинобудування

Ubeidulla F. Al-Qawabeha, Tafila Technical University P O Box, 179, Tafila, Jordan, 66110

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра машинобудування

Safwan M. Al-Qawabah, Al-Zaytoonah University Queen Alia Airport str., 594, Amman, Jordan, 11733

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра машинобудування

Посилання

  1. Luo, W., Chen, X., Xia, Y., Chen, M., Wang, L., Wang, Q. et. al. (2017). Surface and Interface Engineering of Silicon-Based Anode Materials for Lithium-Ion Batteries. Advanced Energy Materials, 7 (24), 1701083. doi: 10.1002/aenm.201701083
  2. Kumar, P., Patnaik, A., Chaudhary, S. (2017). A review on application of structural adhesives in concrete and steel–concrete composite and factors influencing the performance of composite connections. International Journal of Adhesion and Adhesives, 77, 1–14. doi: 10.1016/j.ijadhadh.2017.03.009
  3. Cavaleiro, A., De Hosson, J. T. M. (Eds.) (2006). Nanostructured coatings. Springer, 648. doi: 10.1007/0-387-48756-5
  4. Mayrhofer, P. H., Mitterer, C., Hultman, L., Clemens, H. (2006). Microstructural design of hard coatings. Progress in Materials Science, 51 (8), 1032–1114. doi: 10.1016/j.pmatsci.2006.02.002
  5. Glushchenko, M. A., Belozyorov, V. V., Sobol, O. V., Subbotina, V. V., Zelenskaya, G. I. (2017). Effect of Tantalum on the Texture of Copper Vacuum Condensates. Journal of Nano- and Electronic Physics, 9 (2), 02015-1–02015-5. doi: 10.21272/jnep.9(2).02015
  6. Pogrebnjak, A. D., Bondar, O. V., Abadias, G., Ivashchenko, V., Sobol, O. V., Jurga, S., Coy, E. (2016). Structural and mechanical properties of NbN and Nb-Si-N films: Experiment and molecular dynamics simulations. Ceramics International, 42 (10), 11743–11756. doi: 10.1016/j.ceramint.2016.04.095
  7. Sobol’, O. V., Andreev, A. A., Grigoriev, S. N., Volosova, M. A., Gorban’, V. F. (2012). Vacuum-arc multilayer nanostructured TiN/Ti coatings: structure, stress state, properties. Metal Science and Heat Treatment, 54 (1-2), 28–33. doi: 10.1007/s11041-012-9451-1
  8. Sobol’, O. V., Meylekhov, A. A., Stolbovoy, V. A., Postelnyk, A. A. (2016). Structural Engineering Multiperiod Coating ZrN/MoN. Journal of Nano- and Electronic Physics, 8 (3), 03039-1–03039-4. doi: 10.21272/jnep.8(3).03039
  9. Grigoriev, S. N., Sobol, O. V., Beresnev, V. M., Serdyuk, I. V., Pogrebnyak, A. D., Kolesnikov, D. A., Nemchenko, U. S. (2014). Tribological characteristics of (TiZrHfVNbTa)N coatings applied using the vacuum arc deposition method. Journal of Friction and Wear, 35 (5), 359–364. doi: 10.3103/s1068366614050067
  10. Bourebia, M., Laouar, L., Hamadache, H., Dominiak, S. (2016). Improvement of surface finish by ball burnishing: approach by fractal dimension. Surface Engineering, 33 (4), 255–262. doi: 10.1080/02670844.2016.1232778
  11. Zin, V., Miorin, E., Deambrosis, S. M., Montagner, F., Fabrizio, M. (2018). Mechanical properties and tribological behaviour of Mo-N coatings deposited via high power impulse magnetron sputtering on temperature sensitive substrates. Tribology International, 119, 372–380. doi: 10.1016/j.triboint.2017.11.007
  12. Mankari, K., Acharyya, S. G. (2017). Development of stress corrosion cracking resistant welds of 321 stainless steel by simple surface engineering. Applied Surface Science, 426, 944–950. doi: 10.1016/j.apsusc.2017.07.223
  13. Sobol’, O. V. (2016). The influence of nonstoichiometry on elastic characteristics of metastable β-WC1–x phase in ion plasma condensates. Technical Physics Letters, 42 (9), 909–911. doi: 10.1134/s1063785016090108
  14. Ivashchenko, V. I., Dub, S. N., Scrynskii, P. L., Pogrebnjak, A. D., Sobol’, O. V., Tolmacheva, G. N. et. al. (2016). Nb–Al–N thin films: Structural transition from nanocrystalline solid solution nc-(Nb,Al)N into nanocomposite nc-(Nb, Al)N/a–AlN. Journal of Superhard Materials, 38 (2), 103–113. doi: 10.3103/s1063457616020040
  15. Kuzin, V. V., Fedorov, M. Y., Volosova, M. A. (2017). Transformation of the Stressed State of a Surface Layer of Nitride Ceramic with a Change in TiC-Coating Thickness. Loading Version – Combined Loading. Refractories and Industrial Ceramics, 58 (2), 220–226. doi: 10.1007/s11148-017-0084-1
  16. Barmin, A. E., Sobol’, O. V., Zubkov, A. I., Mal’tseva, L. A. (2015). Modifying effect of tungsten on vacuum condensates of iron. The Physics of Metals and Metallography, 116 (7), 706–710. doi: 10.1134/s0031918x15070017
  17. Barmin, A. E., Zubkov, A. I., Il'inskii, A. I. (2012). Structural features of the vacuum condensates of iron alloyed with tungsten. Functional Materials, 19 (2), 256–259.
  18. Teppernegg, T., Czettl, C., Michotte, C., Mitterer, C. (2018). Arc evaporated Ti-Al-N/Cr-Al-N multilayer coating systems for cutting applications. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 72, 83–88. doi: 10.1016/j.ijrmhm.2017.12.014
  19. Quazi, M. M., Ishak, M., Arslan, A., Nasir Bashir, M., Ali, I. (2017). Scratch adhesion and wear failure characteristics of PVD multilayer CrTi/CrTiN thin film ceramic coating deposited on AA7075-T6 aerospace alloy. Journal of Adhesion Science and Technology, 32 (6), 625–641. doi: 10.1080/01694243.2017.1373988
  20. Sobol’, O. V. (2016). Structural Engineering Vacuum-plasma Coatings Interstitial Phases. Journal of Nano- and Electronic Physics, 8 (2), 02024–1–02024–7. doi: 10.21272/jnep.8(2).02024
  21. Yerokhin, A. L., Nie, X., Leyland, A., Matthews, A., Dowey, S. J. (1999). Plasma electrolysis for surface engineering. Surface and Coatings Technology, 122 (2-3), 73–93. doi: 10.1016/s0257-8972(99)00441-7
  22. Wang, S., Xie, F., Wu, X. (2017). Mechanism of Al2O3 coating by cathodic plasma electrolytic deposition on TiAl alloy in Al(NO 3)3 ethanol-water electrolytes. Materials Chemistry and Physics, 202, 114–119. doi: 10.1016/j.matchemphys.2017.09.006
  23. Yang, Y., Gu, Y., Zhang, L., Jiao, X., Che, J. (2017). Influence of MAO Treatment on the Galvanic Corrosion Between Aluminum Alloy and 316L Steel. Journal of Materials Engineering and Performance, 26 (12), 6099–6106. doi: 10.1007/s11665-017-3037-4
  24. Curran, J. A., Clyne, T. W. (2005). Thermo-physical properties of plasma electrolytic oxide coatings on aluminium. Surface and Coatings Technology, 199 (2-3), 168–176. doi: 10.1016/j.surfcoat.2004.09.037
  25. Belozerov, V., Mahatilova, A., Sobol’, O., Subbotinа, V., Subbotin, A. (2017). Investigation of the influence of technological conditions of microarc oxidation of magnesium alloys on their structural state and mechanical properties. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (5 (86)), 39–43. doi: 10.15587/1729-4061.2017.96721
  26. Bala Srinivasan, P., Liang, J., Blawert, C., Störmer, M., Dietzel, W. (2009). Effect of current density on the microstructure and corrosion behaviour of plasma electrolytic oxidation treated AM50 magnesium alloy. Applied Surface Science, 255 (7), 4212–4218. doi: 10.1016/j.apsusc.2008.11.008
  27. Tran, Q.-P., Kuo, Y.-C., Sun, J.-K., He, J.-L., Chin, T.-S. (2016). High quality oxide-layers on Al-alloy by micro-arc oxidation using hybrid voltages. Surface and Coatings Technology, 303, 61–67. doi: 10.1016/j.surfcoat.2016.03.049
  28. Hussein, R. O., Northwood, D. O., Nie, X. (2013). The effect of processing parameters and substrate composition on the corrosion resistance of plasma electrolytic oxidation (PEO) coated magnesium alloys. Surface and Coatings Technology, 237, 357–368. doi: 10.1016/j.surfcoat.2013.09.021
  29. Dejun, K., Jing, Z., Hao, L. (2017). Friction-wear behaviours of micro-arc oxidation films in situ grown on 7475 aluminium alloys. Materials Technology, 32 (12), 737–743. doi: 10.1080/10667857.2017.1350918
  30. Zhuang, J.-J., Zhang, X.-Y., Sun, B., Song, R.-G., Li, H. (2017). Microarc oxidation coatings and corrosion behavior of 7050 aluminum alloy. Chinese Journal of Engineering, 39 (10, 1532–1539.
  31. Liu, Z., Zhu, X., Cheng, D., Ma, C., Yan, Z., Xu, X. (2017). Properties of micro-arc oxidation ceramic coating on ZL109 aluminum alloy surface under high pulsed energy. Heat Treatment of Metals, 42 (6), 28–32.
  32. Martin, J., Melhem, A., Shchedrina, I., Duchanoy, T., Nominé, A., Henrion, G. et. al. (2013). Effects of electrical parameters on plasma electrolytic oxidation of aluminium. Surface and Coatings Technology, 221, 70–76. doi: 10.1016/j.surfcoat.2013.01.029
  33. Chen, C.-M., Chu, H.-J., He, J.-L. (2017). Anodic dyeing of micro-arc oxidized aluminum with a cathodic pretreatment. Surface and Coatings Technology, 324, 92–98. doi: 10.1016/j.surfcoat.2017.05.062
  34. Belozerov, V., Sоbоl, O., Mahatilova, A., Subbotinа, V., Tabaza, T. A., Al-Qawabeha, U. F., Al-Qawabah, S. M. (2017). The influence of the conditions of microplasma processing (microarc oxidation in anode­cathode regime) of aluminum alloys on their phase composition. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (12 (89)), 52–57. doi: 10.15587/1729-4061.2017.112065
  35. Veys-Renaux, D., Chahboun, N., Rocca, E. (2016). Anodizing of multiphase aluminium alloys in sulfuric acid: in-situ electrochemical behaviour and oxide properties. Electrochimica Acta, 211, 1056–1065. doi: 10.1016/j.electacta.2016.06.131
  36. Wang, P., Wu, T., Xiao, Y. T., Zhang, L., Pu, J., Cao, W. J., Zhong, X. M. (2017). Characterization of micro-arc oxidation coatings on aluminum drillpipes at different current density. Vacuum, 142, 21–28. doi: 10.1016/j.vacuum.2017.04.038
  37. Lv, P. X., Chi, G. X., Wei, D. B., Di, S. C. (2011). Design of Scanning Micro-Arc Oxidation Forming Ceramic Coatings on 2024 Aluminium Alloy. Advanced Materials Research, 189-193, 1296–1300. doi: 10.4028/www.scientific.net/amr.189-193.1296
  38. Klopotov, A. A., Abzaev, Yu. A., Potekaev, A. I., Volokitin, O. G. (2012). Osnovy rentgenostrukturnogo analiza v materialovedenii. Tomsk: Izd-vo Tom. gos. arhit.-stroit. Un-ta, 276.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-01-26

Як цитувати

Belozerov, V., Sоbоl O., Mahatilova, A., Subbotinа V., Tabaza, T. A., Al-Qawabeha, U. F., & Al-Qawabah, S. M. (2018). Вплив режимів електролізу на структуру та властивості покриттів на алюмінієвих сплавах, сформованіх при анодно-катодному мікродуговому оксидуванні. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(12 (91), 43–47. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.121744

Номер

Том 1 № 12 (91) (2018): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Valery Belozerov, Oleg Sоbоl, Anna Mahatilova, Valeria Subbotinа, Taha A. Tabaza, Ubeidulla F. Al-Qawabeha, Safwan M. Al-Qawabah

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.