Механизм образования алюминиевого покрытия на преграде из титана при холодном газодинамическом напылении

С. П. Киселев, В. П. Киселев, К. А. Скороход, В. С. Шикалов

Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия

Аннотация: Исследован механизм образования покрытия из алюминия (Al) на преграде из титана (Ti) при холодном газодинамическом напылении. Исследование структуры покрытий, полученных методом холодного газодинамического напыления, показало, что эти покрытия содержат шероховатый переходный слой, в котором атомы Al и Ti перемешаны. Сделано предположение, что формирование переходного слоя происходит при соударении микрочастицы с шероховатой преградой за счет конвективного механизма. При моделировании процесса перемешивания методом гладких частиц численно решена задача о соударении микрочастицы Al с преградой из Ti, содержащей конусообразную выемку. Показано, что в этом случае образуется кумулятивная струя Al, которая проникает в преграду из Ti, остывает, кристаллизуется и остается в ней в виде алюминиевого включения. В результате соударений большого числа микрочастиц с преградой на ней образуется переходный слой с пониженной энергией активации образования связи между атомами микрочастицы Al и преграды из Ti. Соударение микрочастиц Al с переходным слоем может приводить к их закреплению на поверхности слоя и образованию алюминиевого покрытия.

Ключевые слова: титан, алюминий, метод холодного газодинамического напыления, численное моделирование, метод гладких частиц.

УДК: 532.22+536.46

Поступила в редакцию: 23.09.2024
Исправленный вариант: 23.09.2024
Принята в печать: 30.09.2024

DOI: 10.15372/PMTF202415589

 Англоязычная версия: Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 2025, 66:4, 674–682

Реферативные базы данных:

•