Влияние режимов ионно-плазменного напыления на структуру и свойства износостойких покрытий

1.3.2 Методы поверхностного модифицирования 
Поверхностная модификация РТИ является приоритетным направлением 
в этой области. Подтверждением этому может служить то, что тонкие метал-
лические покрытия на полимерных покрытиях уже нашли широкое применение 
в разных отраслях промышленности. В некоторых работах показано, что нане-
сение металлических нано- микроструктурных покрытий на изделия из рези-
ны, позволяет решить такие задачи как расширение температурного диапазона 
применения резин, повышение эластичности, замедление процесса старения, 
повышение маслобензостойкости, повышение эрозионных и коррозионных 
свойств [77]. Преимуществом поверхностного модифицирования является воз-
можность обрабатывать уже готовые РТИ без изменения технологии их произ-
водства. Такой подход позволяет получать качественно иные материалы на 
основе известных эластомеров с улучшенными физико-химическими и эксплу-
атационными свойствами [77].
Технологии обработки поверхности материалов к настоящему времени 
представляют собой одну из наиболее развивающихся областей науки о мате-
риалах. Методы, связанные с созданием на поверхности материалов, особенно 
металлических, модифицированных слоев, достаточно изучены, отработаны и 
широко применяются на практике [78-86]. Многие из таких методов или их 
усовершенствованных вариантов могут рассматриваться как методы нанотех-
нологии, так как позволяют создавать наноразмерные и/или наноструктурные 
слои на поверхности материалов, композиционные материалы с нанокомпонен-
тами, а в ряде случаев и наноматериалы в виде нано- и микроизделий. 
В литературе рассматриваются разнообразные способы осаждения слоев
тонких покрытий [87,88]. В машиностроении покрытия применяются для по-
вышения триботехнических характеристик узлов трения (снижение величины 
износа, уменьшение коэффициентов трения и т.д.) и коррозионной стойкости (в 
нормальных атмосферных условиях, условиях воздействия специальных сред, 
высокотемпературного окисления, возникновения контактной коррозии и т.д.), 

---

31 
создания уплотнительных слоев, придания поверхностям специальных механи-
ческих, электрических, тепловых и других свойств [82,89,90]. 
При выборе антифрикционных материалов следует учитывать, что к по-
нижению коэффициента трения приводит, главным образом, уменьшение адге-
зии полимер-металл. Для этой цели используют модифицирование поверхно-
стей трения [31], например, фторирование [46,75,91] поверхности резины не 
изменяют ее объемных и конструктивных свойств, но сильно уменьшают адге-
зию. 
Идет развитие технической оснащенности вакуумных технологий, с разра-
боткой и внедрением высокоэффективных технологических процессов нанесе-
ния нано-микроструктурных покрытий, и связано с заметными успехами в изу-
чении закономерностей осаждения вакуумных металлических и полимерных 
покрытий. Полученные такими способами слои отличаются высокой адгезией, 
а температурное воздействие на материал основы, как правило, минимальное. 
Анализ литературных данных, проведенный в работе [92], показал, что размер 
кристаллитов в покрытиях, полученных по технологиям вакуумного нанесения, 
может достигать 1-3 нм. Тела с тонкими покрытиями было предложено назы-
вать топокомпозитами [93,94]. Тонкие покрытия триботехнического назначения 
характеризуются тем, что при контакте проявляют свойства, характерные неко-
торой слоистой системы, в которую помимо материала покрытия входит мате-
риал основы и промежуточные слои. Слоистый материал содержит тонкий по-
верхностный слой с резко отличающимися физико-механическими свойствами 
от свойств материала основы [94]. 
Методы нанесения покрытий можно условно подразделить на две большие 
группы – технологии, основанные на физических процессах и технологии, ос-
нованные на химических процессах. Несмотря на разнообразие существующих 
методов нанесения покрытий, полностью либо частично применяемых в про-
мышленности, продолжаются многочисленные исследования по разработке но-
вых и модернизации существующих методов. Отдельный технологический ме-

---

32 
тод нанесения позволяет решить круг своих, вполне конкретных прикладных 
задач. К тому же покрытия, получаемые из одинаковых материалов, но с ис-
пользованием разных методик, как правило, имеют различные эксплуатацион-
ные свойства. Модифицирующие покрытия, независимо от метода получения, 
должны обеспечивать упрочняемому изделию высокую износостойкость и тер-
мическую стабильность, низкий коэффициент трения, стойкость к действию 
агрессивных сред. Решение данной задачи возможно либо разработкой новых 
составов покрытий, обладающих требуемыми эксплуатационными свойствами, 
либо разработкой новых методов нанесения покрытий с целью улучшения ка-
чества покрытия.