Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Электротехнология

Диссертационная работа:

Юшин Борис Альбертович. Разработка воздушно-плазменной электротехнологии нанесения защитно-декоративных покрытий : диссертация ... кандидата технических наук : 05.09.10 / Юшин Борис Альбертович; [Место защиты: С.-Петерб. гос. политехн. ун-т].- Санкт-Петербург, 2010.- 168 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2652

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы. Сохранение культурного наследия и поддержание его в надлежащем состоянии, без сомнения, является достаточно сложной и важной задачей, требующей для своего решения усилий специалистов различных профилей. Не в последнюю очередь это связано со становящейся все более агрессивной окружающей средой, оказывающей на культурные ценности находящиеся на открытом воздухе губительное воздействие. Решение этой задачи можно осуществить лишь путем активного внедрения современных технологий и материалов апробированных в современной промышленности.

Большинство сведений, приводимых в современной технической литературе, касаются вопросов нанесения покрытий на изделия промышленного назначениях, а применительно к художественным предметам используются декоративные покрытия из благородных металлов, эмалей и красок. Для крупноформатных художественных изделий такой подход неприемлем, если он не является элементом авторского замысла.

Одним из наиболее перспективных методов формирования покрытий на поверхности крупногабаритных изделий в настоящее время является газотермическое и, в частности, плазменное напыление.

Разработкам в области плазменных технологий и теории процессов в плазменных устройствам были посвящены многочисленные публикации как отечественных, так и зарубежных ученых: М.ФЖукова, В.СКлубникина, В.В.Кудинова, В.Я. Фролова, С.В.Дресвина, О.П. Солоненко, П.Фоше, Э. Пфендера и др.

В работах этих, и ряда других авторов, установлены основные закономерности процессов происходящих в условиях горения электрической дуги в различных средах, поведения частиц материала вводимых в плазменную струю и ряд закономерностей, определяющих формирование слоев покрытий.

Основной задачей технологии плазменного напыления, как одного из разделов электротехнологии, является создание покрытий, предохраняющих изделия или детали от деградации. Такие покрытия могут применяться и в декоративных целях, когда нанесенный слой придает изделию привлекательный вид - в этом случае его называют защитно-декоративным - и предназначенным не только для защиты от атмосферного воздействия, но и для придания объекту определенного цвета, создания искусственной патины.

Цель и задачи работы. Разработка воздушно-плазменной электротехнологии нанесения покрытия, обеспеченной созданием плазмотрона, режимами его работы, формированием свойств защитно-декоративного покрытия, обеспечивающего сохранность культурных ценностей, выполненных из медных сплавов. Для достижения поставленной цели были решены следующие основные задачи:

  1. Разработка воздушно-плазменного оборудования для получения защитно-декоративных покрытий, предохраняющих культурные ценности от деградации;

  2. Установление взаимосвязей между электрическими, газодинамическими и теплофизическими параметрами плазмотронов и характеристиками формируемых покрытий;

  1. Анализ влияния режимов работы плазмотронов на характеристики плазменной струи на основе математической модели, описывающей процессы теплообмена и движения нагреваемого материала;

  2. Разработка методики экспериментальных исследований закономерностей генерирования плазменной струи и режимов работы плазмотрона для выявления состава и свойств формируемых защитно-декоративных покрытий.

Методы исследований. В диссертационной работе использовались теоретические положения теплофизики плазменных сред, численные методы решения уравнений баланса энергии электрической дуги и уравнений движения, методы экспериментальной проверки результатов расчетов и современные методы исследования свойств полученных покрытий.

Достоверность результатов работы подтверждается сравнением результатов расчета с экспериментальными данными, комплексным исследованием характеристик покрытий и практической реализацией предложенной технологии.

При проведении экспериментальных работ и исследовании полученных покрытий применялось следующее оборудование: установка плазменного напыления типа УВПН-40, лабораторный стенд исследования плазмотронов, микроскоп Zeiss Optio с программой компьютерного анализа изображений TIXOMET Pro, сканирующий электронный микроскоп TESCAN VEGA с приставкой для рентгеновского микроанализа, рентгеновский дифрактометр ДРОН -3, потенциостат П 5827, измеритель скорости светящихся объектов ИССО-1, цифровые и аналоговые электроизмерительные приборы.

\Научная новизна. Основные научные результаты, полученные впервые и защищаемые автором, заключаются в следующем:

  1. Разработана электротехнология воздушно-плазменного напыления защитно-декоративных покрытий на основе медного порошка с учетом влияния предварительной подготовки напыляемого материала, обеспечивающих формирование покрытий со свойствами, предотвращающими деградацию культурных ценностей, выполненных из сплавов меди.

  2. Разработана новая конструкция высокоскоростного плазмотрона с укороченным электродуговым каналом для воздушно-плазменного нанесения защитно-декоративных покрытий, основанная на результатах анализа условий генерирования струи плазмы и формирования защитно-декоративных покрытий.

  3. Определено влияние электротехнологического оборудования и условий напыления частиц на изменение физико-химических характеристик получаемых защитно-декоративных покрытий,

Практическая значимость работы. Практическая значимость работы заключается в разработке:

методики проведения экспериментальных исследований, позволяющих соотносить получение требуемых характеристик покрытия с режимами работы оборудования;

высокоскоростного воздушно-дугового плазмотрона для напыления мелкодисперсных порошковых материалов;

метода плазменной технологии нанесения защитно-декоративных покрытий на основе меди на памятники культуры и искусства, который был впервые применен при проведении реставрационных работ на ряде объектов.

Полученные данные в результате опытной эксплуатации разработанного электротехнологического оборудования позволяют рекомендовать воздушно-плазменную технологию напыления, а также предложенную модель плазмотрона при нанесении покрытий на основе легкоплавких материалов для практического применения в других областях промышленности.

Разработанный с участием автора данной работы метод реализован при проведении реставрационных работ в рамках договоров с ООО «Интарсия» при участии НУТЦ «Электротехнология» СПбГПУ, 000 «Полиплазма» и подтверждает результаты и достоверность разработанной методики воздушно-плазменной технологии нанесения защитно-декоративных покрытий. Ряд объ-

ектов находится в эксплуатации на протяжении 10 лет без заметных проявлений коррозии.

На защиту выносятся следующие основные положения:

  1. Теоретическое обоснование конструкции воздушно-дугового плазмотрона новой модификации, отличающегося высокоскоростной струей генерируемой плазмы.

  2. Результаты экспериментального сравнительного анализа плазменной струи, генерируемой воздушно-дуговыми плазмотронами различных конструкций.

3. Оценка влияния параметров генерируемой плазменной струи на физико-
химические характеристики полученных защитно-декоративных покрытий.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на Международных конференциях «Пленки и покрытия - 2005», «Пленки и покрытия -2007» и «Пленки и покрытия -2009».

Публикации по теме работы. По материалам диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 2 - в изданиях, включенных в перечень ВАК. Получен патент на изобретение РФ №2203347.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованных источников. Текст работы изложен на 154 страницах, содержит 85 рисунков, 14 таблиц и 3 приложения. Список использованных источников включает 66 наименований.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net