Ученые ПГУ запатентовали метод контроля МДО-покрытий
В Пензенском государственном университете достигнут значительный прогресс в области материаловедения.
В рамках национального проекта «Новые технологии и химия» ученые усовершенствовали установку для нанесения оксидных диэлектрических покрытий на детали из вентильных металлов и сплавов. Разработка обещает найти широкое применение в машиностроении, приборостроении, авиационной и радиоэлектронной отраслях.
Вентильные металлы и сплавы, используемые в ряде ключевых промышленных направлений, для повышения прочности и долговечности требуют специальной защиты. Микродуговое оксидирование позволяет формировать на их поверхности прочный оксидный слой. Традиционно этот процесс осуществляется в гальванической ячейке с использованием электролита и электродов, где ток и напряжение регулируются для достижения нужного результата.
Коллектив кафедры «Информационно-измерительная техника и метрология» ПГУ разработал и запатентовал инновационный способ, позволяющий контролировать параметры покрытия в режиме реального времени, непосредственно во время технологического процесса.
Это дает возможность управлять толщиной и пористостью МДО-покрытия, которые зависят от множества факторов, включая электрические параметры тока, время обработки, состав и температуру электролита.
«Задача учета влияния всех факторов - это сложная фундаментальная проблема, над решением которой работает наш коллектив. Мы разрабатываем и совершенствуем модели, основанные на физико-химических закономерностях, эмпирических данных и базах знаний, чтобы установить взаимосвязь между параметрами покрытий и влияющими факторами», - пояснила доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой Екатерина Печерская.
Новая разработка включает измерение импеданса покрытия с регулярной периодичностью, что позволяет отслеживать изменения толщины в динамике и целенаправленно формировать желаемые характеристики. Созданная при поддержке Минобрнауки России МДО-установка, основанная на «цифровом двойнике» технологического процесса, демонстрирует свою эффективность, позволяя наносить покрытия с заданными свойствами.
«Наш метод позволяет сократить время и затраты электроэнергии на подбор режимов и сам процесс нанесения покрытий, одновременно повышая их качество», - подчеркнула Екатерина.
Ключевым отличием пензенской разработки является применение пятиэлементной электрической модели гальванической ячейки, которая включает сопротивление и емкость двойных электрических слоев. Это обеспечивает более точный учет влияния химических процессов на границе раздела сред, что повышает общую точность измерений.
