Нанопокрытия для металлических изделий

нанопокрытия для металлическиз изделий наделяют их водоотталкивающими свойствами и сопротивляемостью коррозии

Нанопокрытия для металлических изделий совершили настоящую революцию в металлообработке и в изготовлении деталей. Эти ультратонкие слои разных материалов имеют толщину от нескольких нанометров до нескольких сотен нанометров. Для сравнения: они почти в 1000 раз тоньше человеческого волоса. Однако, будучи абсолютно незаметными, намного улучшают свойства металлоизделий: повышают их твердость, износостойкость, сопротивляемость коррозии и другие характеристики. К важнейшим плюсам нанопокрытий относятся:

• многофункциональность. Одна такая микроскопическая “оболочка” может придать материалу сразу несколько новых свойств. Например, сделать его одновременно водоотталкивающим и устойчивым к царапинам;
• экономия ресурсов. Благодаря малой толщине нанопокрытия позволяют рационально использовать дорогостоящие материалы при сохранении высоких эксплуатационных характеристик;
• энергоэффективность. Некоторые нанопокрытия могут улучшить теплопроводность или электропроводность материалов, что ведет к повышению “экономичности” устройств и механизмов;
• увеличение срока службы изделий. Защитные свойства нанопокрытий значительно продлевают срок их эксплуатации;
• новые возможности. Нанопокрытия металлических изделий открывают путь к созданию материалов с уникальными свойствами, которых нельзя достигнуть традиционными методами;
• конкурентные преимущества продукции. Производители предлагают потребителям продукцию с улучшенными характеристиками и намного опережают другие предприятия.

нанопокрытия для металлических изделий гарантируют им высокую стойкость

Наблюдается и такое явление, как межфазное взаимодействие. Нанопокрытия создают новую границу раздела между основным материалом и окружающей средой. На ней происходят сложные физико-химические процессы, определяющие свойства всего изделия.

Покрытия могут изменять и кристаллическую структуру поверхности материала, влияя на его механические, электрические и оптические свойства. Более того, они способны создавать барьеры для диффузии атомов и молекул, защищая материал от коррозии и окисления.

В наномасштабе электронная структура материалов может существенно меняться, что влияет на их электрические и магнитные свойства. В очень тонких слоях нанопокрытий деталей могут проявляться эффекты, влияющие на оптические и электронные свойства материала. А некоторые нанопокрытия даже способны к самоорганизации на молекулярном уровне: они самостоятельно формируют упорядоченные структуры с уникальными свойствами.

В более частных случаях наночастицы в покрытиях могут проявлять высокую каталитическую активность, наделять изделия водоотталкивающими свойствами (так называемый “эффект лотоса”) и особым образом взаимодействовать со светом, создавая эффект плазмонного резонанса.

с нанопокрытиями металлических изделий детали приобретают невосприимчивость к износу и высоким температурам

Процесс нанесения нанопокрытий состоит из нескольких этапов. Подготовительный включает очистку от загрязнений и оксидов, обезжиривание и активацию поверхности (например, методом плазменной обработки). Нанопокрытия металлов формируются методами осаждения. Оно может быть:

• физическим из газовой фазы (PVD). В этом случае происходят термическое испарение, магнетронное распыление и дуговое осаждение материала. Процесс протекает в вакууме. Материал покрытия переводится в газообразное состояние и осаждается на поверхность изделия;
• химическим из газовой фазы (CVD). Основано на химических реакциях в газовой фазе, приводящих к осаждению материала на поверхность. Может быть термическим и плазмоусиленным;
• электрохимическим (гальваническое осаждение, электрофорез). Для осаждения наночастиц из раствора на поверхность металла используется электрический ток.

Применяют для нанопокрытия деталей и золь-гель метод - технологию получения материалов, в том числе нанопокрытий, основанную на переходе коллоидной системы из жидкого состояния (золя) в твердое (гель). Она помогает создавать оксидные и гибридные нанослои.

Процесс состоит из трех этапов: формирования коллоидного раствора (золя) из исходных веществ, превращения золя в гель путем полимеризации, а затем удаления растворителя и формирования твердого материала. Он позволяет получать покрытия с контролируемой структурой.

Выбор конкретного метода и параметров процесса зависит от типа наносимого покрытия, от материала и формы изделия, от требуемых свойств покрытия и от экономических факторов.