С. А. Вологжанина, А. Ф. Иголкин материалтану оқУ ҚҰралы

3.
Сырғу подшипниктерінің білік материалдарына жақсы сіңісіп кетуін не
қамтамасыз етеді? 
4.
Сырғу подшипниктері материалдарын бағалаудың негізгі көрсеткіштерін атап 
өтіңіз. 
5.
Антифрикациялық материалдардың негізгі топтарын атаңыз. 
6.
Металл антифрикациялық материалдарды құрылымы бойынша қалай ажыратады? 
7.
Баббит деген не? 
8.
Баббиттің антифрикациялық жəне механикалық қасиеттерін ұлғайту үшін қандай 
легирлеуші элементер енгізеді? 
9.
Сырғу подшипниктеріне қола, латун, шойын пайдаланудың ерекшелігі неде? 
10.
Сырғу подшипниктерін дайындау үшін қандай пластмассаларды пайдаланады? 
11.
Ұнтақ металлургия əдісімен алынатын сырғу подшипниктерінің ерекшелігі
неде? 
12.
Тас тіректер ретінде қандай материалдар қолданылады? 
13.
Үйкелу түйінінде пайдаланылатын керамикалық материалдардың қандай
қасиеттері бар? 
14.
Сырғу жəне тербелу керамикалық подшипниктерінің негізгі жетістіктерін
атаңыз. 

24 ТАРАУ
НАНОҚҰРЫЛЫМДЫ ҚАПТАМАЛАР 
24.1. 
Наноқабықтар мен наноқаптамалар енгізу
технологиясы 
Нанотехнология нысандарына көлемдері 1-ден 100-ге дейінгі нм болатын
материалдар жатады. Қатты фазалы денелердің үстіне наноқұрылымдарды синтездеу 
мынадай əдістермен жүзеге асырылады: 
•
Молекуларлы сəулелік эпитаксия əдісімен; 
•
Газдық кезеңнен химиялық жəне физикалық қоршаулау жасау; 
•
Ленгмюр-Блоджетт қабығы технологиясымен; 
•
Молекуларлы қабат жасау арқылы. 
Молекуларлы сәулелік эпитаксия (МЛЭ) 
қажетті температураға дейінгі қыздырылған 
төсеніш бетіне ұрылғанда терең вакуумда буланатын молекуларлы немесе атом шоғырының 
тұнбасы өте жұқа қабықтың түзілуін қамтамасыз етеді. Түзілетін қаптама қалыңдығы 
таңдалған температура мен буланған зат қоспасында реагентті өткізу уақытымен
анықталады. Қаптаманың ұлғаюын тоқтау мақсатында буланатын материал шоғыры жолына 
механикалық кедергі қояды. МЛЭ тек терең вакуумда жүзеге асыруға болатын вакуумдық 
булану процесі нəтижесінде жұқа қаптама алу əдісін білдіреді.
МЛЭ 
əдісімен электрондық өнеркəсіпте галлий мен алюминий арсениді 
моноқабаттарының құрылымдары синтезделген.
Жұқа қаптамалар CVD- жəне PVD (химиялық булау жəне физикалық булау кезеңі) 
процестері негізінде, термиялық жəне иондық буланудан соң төсенішке заттың шөгуінен 
жұқа қаптамалар алуға болады. Плазма компоненттері қоршағанда оны құрайтын
нанокластерлерінің қаптама қалыңдығы мен көлемі газ қысымы мен көрсеткіштері 
өзгруімен реттеледі. Мысалы, тəжірибеде көп пайдаланынылатын титан нитриді мен 
карбидінің қаптамаларын иондық тұндыру жолымен алады жəне бұл қаптаманың 
нанокристалды құрылымдарының түзілуіне əкеледі. Магнетронды шашырату төсеніш 
температурасын бірнеше жүз градусқа төмендетуге мүмкіндік береді. 
Төсенішті 50...250 °С дейінгі шамамен ғана қыздыру - магнетронды шашырату 
технологиясының жетістігі болып табылады. Бұл кез-келген материалға қаптама отырғызуға 
мүмкіндік береді. Сонымен бірге, бұл технология тығыздығы əр алуан деңгейдегі қатты жəне 
өте қатты наноқұрылымдық қаптамаларды отырғызуға мүмкіндік береді. 
475 

 Ti—Si—B—N жүйесі қаптамасының қаттылығы магнетрондық шашыратуда 20 дан 40 
ГПа-ға дейін ұлғаяды. 
Ленгмюр—Блоджетт тұнбасы əудетте су бетінде ПАВ көмегімен түзіледі. ПАВ 
қабатына молекулалар мен металдар жиынтығы енгізіледі, содан соң қатты төсенішке көшіру 
өтеді. Бұл əдіспен молекулар мен нанокластерлерді қабаттау тəртібімен тор үстінен жəне 
наноқабат үстінен алуға болады.
Молекуларалық қабаттану əдісі төсеніш бетінде хемосорбация актілерінің кеңістікте
жəне мерзімдік ыдырау жолымен заттың химиялық жинақталу тəсілімен наноқабат түзуін 
білдіреді, мысалы, Si0
2
немесе А1
2
0
3
.
Бастапқыда төсеніш беті түрленеді, мысалы, ОН немесе О топтары, сонан кейін металдар 
жиынтығы қатысуымен хемосорбация реакциясы жүреді. 
Қатты денелердің үстіңгі бетін бор, титан атомдарымен өңдеу, азоттау жəне гидрирлеу 
ертеден бері қолданып келе жатқан, бетіне металдың, мысалы темірдің бетіне берік жұқа 
қаптама құрудың əдісі болып табылады жəне бұл тəжірибеде көп қолданылады. 
Заманауи материалтануда тез дамып келе жатқан бағыттардың бірі –инженерия болып 
табылады, ол ғылым мен техниканың əр алуан саласында, физикада, химияда, медицинада, 
машина жасауда, металлургияда жəне т.б. қолдныс тапқан. Қазіргі кезде – трибология – 
нанотрибология 
-үйкелісті, 
тозуды, 
майлануды, 
химиялық 
белсенділікті 
жəне 
наноқұрылымдық деңгейде үстіңгі бетінің трибоэлектромагнетизмін сараптамалық жəне 
теориялық тұрғыда зерттеуді біріктіретін жаңа сала дамып келеді.Мұндай кешенді жолмен 
зерттеу заманауи материалтанудың маңызды міндетін – үстіңгі бетінің майлану жəне 
коррозияға қарсы қасиеттері бар наноқұрылымдық металл материалдардың құрылымының
шешімін табуда өте маңызды. 
Өнеркəсіптік деңгейде алғашқы қаптамалар титанның карбиді мен нитридінен жасалған 
қаптамалар игерілді. 1980 жылдың ортасына қарай Ti(C, N) негізді, 1990 жылдың басында –
көміртекті қаптамалар, ал 1990 жылдың ортасына қарай –алмаз жəне көпқабатты қаптамалар 
пайда бола бастады.
Көп кешенді наноқұрылымды қаптамалардың физикалық –механикалық қасиеттері өте 
жоғары болады. Наноқұрылымды материалдарда түйіршіктердің жиектік беті маңызды роль 
атқарады. Бұл нанокөлемге жаңа физикалық құбылыстар мен ерекше қасиеттер береді. Өте 
қатты (Н > 40 ГПа) жəне (Н > 70 ГПа) ультра қатты наноқұрылымдық жұқа қаптамалар алу
үшін матераил қаттылығы түйіршік көлемі 5 нм болатын бірнеше негізгі кешендерден 
тұратын материалды алуда жасалған жұмыстар нəтижесі табиғи алмаздың қаттылығы
деңгейіне дейін жете алады. 
476 

Қаптамалардың тозуға төзімділігі жылдам кесетін болаттың тозуға төзімділігінен артық
жəне титан нитридінен жасалған қаптамалардан 2-3 есе жоғары болады. Ti—B—N, Ti—Si—
B, Ti—B—C—N, Ti—Al—Si—N типті ультрақатты жəне төрткомпонентті жұқа қаптамалар
қаттылығы мен тозуға, коррозияға төзімділігінің жоғарылағымен сипататалады.
Жұқа көпкомпонентті қаптамалар реактивті ортаны қолдану нəтижесінде əр алуан 
физикалық шашыртау жəне тұндыру жолымен алынады. 
Конструкциялық жəне құрал –жабдықтық материалдардың беткі қабатында
наноқұрылымдық қаптамалардың түзілуі детальдардың статистикалық жəне қажу беріктігін 
ұлғайтады. 
Функционалдық –градиенті қаптамалар үйкелетін жұптың қысымын төмендететін, 
ұнтақталу мен сызат түсуге төзімді ішкі қатты қабаттан тұрады. Майлаушы қаптамалар əр 
алуан ғарыш аппараттарында кеңінен қолданылады.
Алайда ауамен қосылыста олар қышқылданатын болғандықтан, MoSe2 жəне MoS2 
материалдарын кесу құралдары мен өңдеу құралдарын жасауға пайдалануға шектеу 
қойылған. Коррозияға төзімділікті ұлғайту үшін үйкеліс коэфициенті төмен қатты көпнегізді 
қаптамалардың ТіВ
2 
титан дибориді мен MoS молибден дисульфиді тұнбаларын 
пайдаланады. Мұндай қаптамалардың қаттылығы 20 ГПа жəне үйкеліс коэффициенті 0,05 
деңгейінде болады. 
Тозуға төзімді полимер қаптамалар ішінде полиуретандар, пентапласт, 
политетрафторэтилен, полиамидтер, эпоксидті үлгілері жиі пайдаланылады. 
Іші полиуретанмен қапталған құбырлар абразивті тозуға жақсы қарсылық көрсетеді. 
Поиуретанды эластомерлермен толтырылмаған қаптамалар эрозия түзілуіне қарсылығы 
қасиеті жағынан бірқатар коррозияға төзімді материалдар үлгілерінен басым түседі. 
(ПВДФ) поливинилденфторид тозуға төзімді материалдардың бірі болып табылады.Оны 
сору агрегаттарының қаптамалары ретінде, агрессивті ортадан сұйықтарды қотаратын (құю) 
сорғыларды дайындауға пайдаланады. Қаптамалардың тозуға төзімділігін ұлғайтудың тиімді 
тəсілдерінің бірі – полимер үлгілерді органикалық емес жəне минералдық толтырғыштармен 
түрлендіру, мысалы, молибден дисульфидімен, талькпен, аморфты бормен, кремний 
карбидімен түрлендіру арқылы. 
Қаптамалардың тозуын төмендетуге полимер үлгілерін беріктігін, жылуға төзімділігін 
жəне полимердің өзге де қасиеттерін ұлғайтатын шыны талшықтарымен, графитпен, 
цементпен, əкпен, маршалитпен толтыру қажет.
477 

Қаптамалардың эпоксидті қарамай жəне құрамында жалпы темірдің 60 % болатын 
қара металлургия өнеркəсібі қалдықтары - шлам негізді полимерлік тозуға төзімділігін
пайдалану тиімді. Өнеркəсіп қалдықтары –шлам – шикізат көзін кеңейтеді, қаптама бағасын 
арзандатады, оның коррозия –эрозияға қарсылық көрсететін физикалық –механикалық 
қасиеттерін ұлғайтады. 

жүктеу/скачать 8,95 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: