CC BY
29
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 1 /2019
сплавов системы Tb-Gd // Физика металлов и металловедение, 1993, т.76. Вып.1. С.139-143.
7. Степаненко А.В. Особенности текстурообразования при холодной деформации тербия // Сборник статей Международной НПК «Приоритетные направления развития науки», Уфа, 23 февраля 2015. РИО МЦИИ, 2015. С.26-28.
8. Зиновьев В.Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах. Справочное изд. - М.: Металлургия. 1989. - 384 с.
© Степаненко А.В. 2019.
УДК 621.9.047
Л.А. Коневцов
канд. техн. наук, Институт материаловедения ХабНЦ ДВО РАН г. Хабаровск, РФ E-mail: [email protected] А.Л. Филонников канд. техн. наук, доцент ТОГУ, г. Хабаровск, РФ E-mail: [email protected] С.В. Ринчинова магистр 3 курса ТОГУ г. Хабаровск, РФ E-mail: [email protected]
СТАНОВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЭЛЕКТРОИСКРОВЫМ ЛЕГИРОВАНИЕМ
Аннотация
Показано, развитие и становление обобщающей науки о материалах для создания средств деятельности, значительный вклад в развитие которой внесли мыслители Древней Греции и русские учёные. В настоящее время в науке о материалах наряду с материаловедением формируется её новый этап, материалогия, в т.ч. один из её важнейших разделов - материалогия поверхности, в рамках которой показана методологическая схема упрочнения поверхности с использованием метода электроискрового легирования.
Ключевые слова:
материалогия, поверхность, материалогия поверхности, электроискровое легирование.
Введение
В современных условиях катастрофического уменьшения невозобновляемых ресурсов наука о материалах - материаловедение не рассматривает комплексно проблемы, связанные с получением материалов из минерального сырья (МС), нетрадиционных видов сырья, снижения энтропии, использования высоких технологий и принципиальных основ производственно-экологического циклического круговорота вещества и материалов в природе. Поэтому знаменательным событием в науке о материалах явилась работа русского учёного А.Д. Верхотурова [1], который первым заметил новый этап в развитии науки о материалах, предложил его обобщающее название - материалогия. Одним из важнейших разделов материалогии является материалогия поверхности [2], с позиций которого используемые методы получения материалов и исполнительных поверхностей средств деятельности должны отвечать новому вектору развития науки [3]. Среди таких методов электроискровое легирование (ЭИЛ).
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 1 /2019
Метод ЭИЛ, как известно, был запатентован в 1943 году в России русским учёным Б.Р. Лазаренко и его супругой [4] для создания покрытий на любых токопроводящих поверхностях деталей машин и других средств деятельности человека. В [5] Б.А. Ляшенко показано, что ЭИЛ относится к наукоёмким, то есть современным технологиям. А с позиций материалогии [2] он отвечает новому вектору развития науки о материалах [6], в том числе её важнейшим разделам - материалогии поверхности1 и энтропийно-экологической материалогии (ЭЭМ) [7], т.к. оказывает минимальное влияние на повышение энтропии в сравнении с другими методами создания покрытий на поверхностях деталей машин. Во многих случаях многономенклатурного переналаживаемого производства метод ЭИЛ просто незаменим, его изучение и применение актуально. В данной работе рассматривается формирование поверхностей, отвечающих новому подразделу материалогии - материалогии поверхности - что является продолжением работ по формированию основ комплексной науки, материалогии, как нового этапа развития науки о материалах, интегрирующего данные геотектоники, горного дела, материаловедения, металлургии, машиностроения, экологии, и других наук, определяющих перспективы развития ресурсодобывающих регионов.
1. Предистория материалогии и материалогии поверхности.
Создание человеком материалов началось в глубокой древности (рис. 1), когда появилась потребность в средствах деятельности и осознание значительного облегчения существования в случае производства материальных благ с помощью создаваемых средств деятельности. Однако производство новых материалов осуществлялось опытным путём и требовало накопления знаний. Период накопления знаний в этом направлении продолжался тысячи и десятки тысяч лет. Это был инкубационный период, предшествовавший периоду становления и развития науки о материалах, последующему становлению и развитию машиностроения, науки по производству машин и других средств деятельности. Появление и развитие инкубационного периода науки о материалах обязано народам неолита, проживавшим в древности на землях Моравии, Каргалы, Аркаима, нынешних Турции, Египта, Палестины, Ирана, северо-запада Китая, Сирии, Индии, других (рис. 1).
Рисунок 1 - Временная последовательность создания новых материалов до "новой эры".
Значительный вклад в развитие инкубационного этапа, предшествовавшего развитию науки о материалах и производству средств деятельности, внесли мыслители Древней Греции (рис. 2): Демокрит,
1 Под поверхностью условно принимается слой видимой поверхности, подповерхностный и приповерхностный, величина которого определяется изменёнными (в отличие от основы) составом, структурой и свойствами в результате различного рода граничных воздействий.
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X
№ 1 /2019
Аристотель, Феофраст, Левкипп, многие неизвестные носители "древненаучных" эмпирических, ведических, алхимических знаний и первых идей об атомах. Инкубационный период завершился в XIV веке на этапе первых обобщений эмпирических знаний по горному делу и промышленной металлургии учёными Италии Ванноччо Бирингуччо и Германии Георгием Агриколой (рис. 2). Их эмпирические обобщения явились фундаментом первых теоретических научных обобщений в металлургии и созданием физикохимии первым русским академиком М.В. Ломоносовым (рис. 2).
Рисунок 2 - Учёные, приблизившие появление обобщённой науки о материалах: Демокрит, Аристотель, Феофраст, Левкипп, В. Бирингуччо, Г. Агрикола, М.В. Ломоносов.
По сути, М.В. Ломоносов дал начало "горно-химико- металлургическому" этапу первых научных обобщений, периоду становления и развития обобщённой науки о материалах и изготовления из материалов средствах деятельности - "художеств" (материальных благ) [8]. Следует отметить особую роль гениального русского учёного М.В. Ломоносова, впервые использовавшего комплексный подход в развитии науки о материалах ("художеств"), производства материальных благ ("ремёсел" и народных промыслов) (рис. 3). Дошедшие до нас труды М.В. Ломоносова говорят о том, что, решая научные вопросы, он, по сути, задал вектор в развитии всей науки - "Благополучие народа" (рис. 3), основание которого он видел, с одной стороны, в развитии наук, духовных благ, нравов, а также в здоровье, пополнении знаний. С другой стороны - в развитии непосредственно науки о материалах в совместном её развитии с геологией, физической географией, кристаллографией, физикохимией, добычей и подготовкой сырья, металлургией (получением материалов), развитием ремёсел, "художеств" (созданием материальных благ) и народных промыслов, (рис.
3).
Рисунок 3 - Истоки комплексного подхода М.В. Ломоносова к развитию науки о материалах Ознаменованный М.В. Ломоносовым научный этап периода становления и развития науки о
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 1 /2019
материалах лишь по истечении более века продолжил своё развитие в трудах великих учёных, последовательно утверждавших значимые вехи и составляющие звенья этой науки. После физикохимии М.В. Ломоносова ими являлись: Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева (1869 г.), химия и физика твёрдого тела (1890 и 1913 гг.), металлография (1722 г.), металловедение (1919 г.), материаловедение (1930 г.), станко- и машиностроение (1940 г.), интегральное материаловедение (1994 г.) и, наконец, материалогия (2004 г.) русского учёного А.Д. Верхотурова [1]. Все важнейшие этапы научных обобщений в этом направлении, в частности, металлография, металловедение и материаловедение, станко-и машиностроение были связаны, прежде всего, с именами великих русских учёных, внёсших значительный вклад в становление и развитие материаловедческого этапа. Это Д.И. Менделеев, П.Г. Соболевский, Д.К. Чернов, Н.С. Курнаков, В.И. Вернадский, Б.С. Балакшин, И.В. Тананаев, Г.В. Самсонов (рис. 4).
Рисунок 4 - Русские учёные, внёсшие вклад в парадигмальные основы создания материалов и средств деятельности: Д.И. Менделеев, П.Г. Соболевский, Д.К.Чернов, Н.С. Курнаков, В.И. Вернадский, Б.С. Балакшин, И.В. Тананаев, Г.В. Самсонов.
Трудами именно этих учёных обусловлен парадигмальный подход [2, 9, 10] в развитии науки о материалах (рис. 5). Среди парадигм, способствовавших развитию науки о материалах, особое место занимает первая парадигма науки о материалах: "химический состав - свойства", парадигма Менделеева, признанного в 2007 г. Международным сообществом материаловедов TMS (Minerals, Metals, and Materials Society) человеком, внёсшего наибольший вклад в науку о материалах за период, начиная с 27000 лет до н.э. и до наших дней [11-13]. В текущем 2019 г., как известно, исполняется 185 лет со дня рождения Д.И. Менделеева, а Генеральной Ассамблеей ООН 1919 год объявлен Международным годом Периодического закона химических элементов Д.И. Менделеева и посвящен 150-летию его открытия.
Следует отметить значительный вклад в науку о материалах каждого из этих учёных (рис. 4), среди которых выделяются работы академика В.И. Вернадского [3, 14], создавшего учение о биосфере, новой геологической силе в связи с деятельностью человека и переходе в ноосферу, заложившего фундамент научной экологии. Также следует отметить вклад члена корреспондента Г.В. Самсонова [10], показавшего в своих трудах современную парадигму материаловедения "состав^- технология^ структура^ свойства", которую впервые подсознательно использовал ещё М.В. Ломоносов [8], на основании которой была сформулирована парадигма нового этапа в развитии науки о материалах - материалогии. При этом благодаря трудам крупного русского учёного- машиностроителя д.т.н., Б.С. Балакшина (рис. 4 ) [15] в формулировке парадигмы материалогии, как нового этапа в развитии науки о материалах, появился признак функционального (служебного) назначения (ФН) материала, изделий, средств деятельности (рис. 5).
26
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 1 /2019
1. -ь Парадигма Менделеева: "Химический состав элементов-свойства" 1869 г.
2. ' -I- Парадигма Чернова-Сорби: " Структура-свойства" 1878 г.
3. ' -1- Парадигма Курнакова: "Состав вещества-свойства" 1906 г.
4. ' - Парадигма Тананаева: "Состав-структура-свойства" 1939 г.
5. ' —I- Парадигма Самсонова: "Состав-технология-структура-свойства" 1975 г.
» 6. Парадигма нового этапа ИМ: "Функционачьное назначение материала-состав сырья-технология икв^ ^-структура-свойства материсиш" 2006 г.
Рисунок 5 - Парадигмы в развитии науки о материалах
Тем временем на пути развития современного материаловедения и производства средств деятельности возникли новые проблемы, которые человечеством могут и должны быть решены при дальнейшем его развитии. Это, прежде всего, перманентное обеспечение промышленным сырьём и материалами, экологическая безопасность при добыче исходного сырья и производстве материалов, а также катастрофическое сокращение невозобновляемого исходного сырья.
Появление нового, материалогического этапа в развитии науки о материалах, связано с учётом энтропийно- экологического фактора и новыми именами русских учёных [2, 16, 17], в их числе: А.П. Александров, В.И. Трефилов, Н.М. Жаворонков, В.И. Коптюг, Я.Д. Вишняков, Е.И. Богданов, А.Д. Верхотуров, Ю.В. Цветков, ФД.^Ларичкин^(рис. 6).
А.П. Александров, В И. Трефилов. Н.М. Жаворонков. В.И. Коптюг, Я.Д. Вишняков,
ШШы
Е.И. Богданов, А Д. Верхотуров, Ю В Цветков, Ф.Д. Ларичкин
Рисунок 6 - Русские учёные, с именами которых связано появление нового этапа в становлении
и развитии науки о материалах - материалогии.
С возникновением нового этапа в становлении и развитии науки о материалах - материалогии -появился ряд особенностей, которые необходимо учитывать при производстве новых материалов и средств деятельности из них: производство отличается всё более высокой наукоёмкостью, новые средства деятельности человека всё в большей мере отвечают ФН и связаны с появлением новых идей, методов и объектов исследования, технологий. А также, с появлением нового этапа, предполагается использование новых технологий, не создающих глобальных проблем человечеству, решение которых способствует объединению многих наук в единую науку о материалах, учитывающую энтропийно- экологический фактор (рис. 7).
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 1 /2019
Рисунок 7 - Объединение ряда наук о материалах решением экологических проблем биосферы
2. Схема формирование материалогии поверхности и других подразделов науки о материалах.
В условиях становления нового этапа науки о материалах - материалогии, можно заметить формирование ряда новых её разделов [7, 18, 19] (рис. 8). Современные науки - материаловедение и машиностроение являются одними из важнейших составляющих звеньев нового этапа в развитии науки о материалах и производстве из них средств деятельности, материальных благ, и их требованиям должны быть подчинены предыдущие звенья. Появление новых, нетрадиционных источников сырья, не рассматриваемых классическим материаловедением и новых технологий, учитывающих энтропийно-экологический фактор, исключающих ГПЧ, значительно меняет суть и парадигму науки о материалах и, как следствие, формирует новые её разделы и подразделы (рис. 8).
Экспериментально-теоретическая материалогии
Материалогии объёмных материалов Материалогии растительного сырьи Материалогии поверхности
~J
Минералогическая материалогии
Геотектоника, минералогии, кристаллография, горное дело, металлургия -
[Энтропийно-экологическая материапогия ]—
Матсриалогия экологии и энтропии ЦКВМ Материалогии отходов
*
Переработка отходов горного производства,— промышленных и бытовых, растительного сырья Материалогии производства материальных благ
К S
L_
о ц
со
S
о.
ь
со
Рисунок 8 - Формирование разделов материалогии. ЦКВМ - циклический круговорот вещества и
материалов во "второй" природе [2].
Значительный научный интерес к изучению поверхности материалов и стремительное развитие производственных технологий формирования покрытий исполнительных поверхностей изделий приводят к выделению в отдельный подраздел материалогии поверхности, которая, в совокупности с подразделом материалогии растительного сырья и материалогии объёмных материалов, рассматривается в разделе экспериментально теоретической материалогии.
Цепочка "дуги Ломоносова" (рис. 3) [8] от геологии, геотектоники, минералогии и кристаллографии до горного дела и металлургии является основой формирования обобщающей науки минералогической материалогии.
Как известно, наибольший вред биосфере Земли приносит деятельность человека, связанная с производством материалов и изделий из них. Поэтому необходимость выживания в биосфере Земли и удержания в ней равновесного экологического состояния без существенного повышения энтропии, приводит к формированию раздела ЭЭМ [7]. Этот раздел изучает получение материалов и средств деятельности с учётом производственно- экологического циклического круговорота вещества и материалов (ЦКВМ) [2] во "второй природе", как её называл ещё Цицерон, природе, преобразованной и творимой
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 1 /2019
руками человека. На современном этапе заключительным звеном преобразования материалов в требуемые средства деятельности является машиностроение (звено "создание средств деятельности" в ЦКВМ), следовательно, ему должны быть подчинены все предыдущие звенья производственно- экологического ЦКВМ.
3. Исходное сырьё и принципиальные положения материалогии поверхности.
Ресурсодобывающие регионы РФ чрезвычайно богаты ресурсами. В частности, Дальний Восток (ДВ), по наличию запасов и добыче многих видов сырья: алмазов, вольфрама, титана, золота и других занимает первые места не только в России, и в мире. Добыча и переработка конкретных видов природного МС -вольфрамовых, циркониевых, титановых, оловянных руд ДВ показана в некоторых работах [19-23]. В них показано, что вопросы методики и технологии переработки добываемого МС отрабатывались комплексно на базе производственных предприятий и научных организаций Хабаровска, Владивостока и Комсомольска-на-Амуре. От своего зарождения, материалогия, как новый этап развития науки о материалах, была направлена на выработку, обобщение и систематизацию научных знаний с целью сохранения и развития цивилизации в гармонии с естественной природой и переход биосферы Земли в ноосферу [1-3, 7, 14, 20].
Материалогия (как и её раздел материалогия поверхности), имеет свою парадигму: "функциональное назначение материалам состав исходного сырьям технология Ц1^^=<Э"*>м структурам свойства материала" [2, 10], способствующую обеспечивать создание и получение материалов и средств деятельности человека ("второй природы") с учётом решения глобальных проблем человечества. Важной целью материалогии ставится снижение энтропии при получении материалов на всех этапах ЦКВМ, улучшение экологической обстановки в регионах добычи, переработки сырья, в биосфере Земли. В материалогии поверхности в качестве материала рассматривается материал поверхности, защитный, упрочняемый слой, исполнительная поверхность средства деятельности.
На основании приведённой парадигмы, предложенного нами ЦКВМ, анализа литературных данных для решения научно-практических задач в этом направлении возникает необходимость формирования научных основ и разделов материалогии и материалогии поверхности, которые, как нам представляется, должны базироваться на ряде взаимосвязанных принципов создания материалов, идеи которых были заложены рядом учёных России:
1) благо и энтропийно- экологическое равновесие биосферы (М.В. Ломоносов, В.И. Вернадский, В.А. Коптюг, В.К. Левашов, А. Печчеи, Д. Форрестер);
2) комплексность исследований (М.В. Ломоносов, В.И. Вернадский);
3) парадигмальный подход (Д.И. Менделеев, Н.С. Курнаков, И.В. Тананаев, Г.В. Самсонов, В.А. Коптюг, В.К. Левашов, А.Д. Верхотуров);
4) региональность добычи и производства сырья и материалов (Д.И. Менделеев);
5) производственно-экологический ЦКВМ во "второй природе" (TMS; Е.Хорнбоген, А.Д. Верхотуров);
6) рациональное недропользование (Ф.Д. Ларичкин; В.И. Вернадский; А.Е. Ферсман; И.П. Бардин; ЕМ. Савицкий, Э.В. Брицке; ИМ ХНЦ, ИВЭП ДВО РАН);
7) "новая индустриализация" и "новый облик промышленности" с использованием для переработки сырья, отходов и получения материалов "высоких технологий" - концентрированных потоков энергии (КПЭ), плазмы, методов порошковой металлургии (А.П. Александров, В.А. Коптюг, Е.М. Примаков, П.Л. Капица, Н.М. Жаворонков, Ю.В. Цветков, А.С. Коротеев, В.Е. Фортов, П.А. Минакир, С.Ю. Глазьев, Я.Д. Вишняков;
8) появление новых источников сырья (Д.И. Менделеев, В.И. Вернадский, А.Е. Ферсман, В.М. Бузник, Л.А. Земнухова, Д.В. Онищенко).
4. Перспективные технологии материалогии поверхности и методологическая схема использования ЭИЛ.
Формирование научных основ материалогии поверхности и ЭЭМ должно базироваться на ряде взаимосвязанных принципов [22, 23], оно обусловливается необходимостью решения научно-практических
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 1 /2019
задач, направленных на обеспечение устойчивого развития ресурсодобывающих регионов (в том числе ДВ). При этом особое место занимает использование "высоких технологий", технологий "новой индустриализации" [22-26]: плазменных, порошковой металлургии, других перспективных технологий (рис. 9). Их применение в значительной мере заменит энергоёмкие, экологически опасные пиро- и гидрометаллургические технологии на "высокие технологии" мини-предприятий.
Перспективные технологии,
Экстремальные методы порошковой металлургии
Электродуговая использующие концентрированные
^ Механоактивации
потоки энергии для вскрытия руд,
^чГ Лазерная. И мятрпияпгт электроннолучевая
С ВС-метод, металлотермия, алюминотермия
Новые и комбинированные технологии
Электроискровая, электроимпульсная
Электро шлаковый переплав
Рисунок 9 - Перспективные технологии переработки сырья в ЭЭМ.
Более 190 лет назад в Горном журнале была опубликована первая в мире статья по порошковой металлургии русским учёным П.Г. Соболевским [27], основоположником этой перспективной технологии. К перспективным технологиям следует отнести получение материалов из МС с использованием КПЭ. По мнению президента АН СССР А.П. Александрова и академика Н.М. Жаворонкова это должно быть задачей Института материаловедения Хабаровского научного центра (ИМ ХНЦ ДВО РАН) [2]. В качестве исходного сырья ЭЭМ рассматривает МС (руды и концентраты), растительное сырьё, отходы, морскую воду. Работы по получению материалов при переработке морской воды выполнялись под руководством академиков В.Ю. Глущенко, Б.Ф. Мясоедова, Г.В. Лисичкина, др. Научные исследования по ЭЭМ должны быть связаны с гео-, биологией, отражающих запасы сырья.
Материалогия поверхности предвосхищает использование технологий, отвечающих новому вектору развития науки и науки о материалах, в частности, учитывает энтропийно- экологический фактор, использование нетрадиционных для классического материаловедения исходных материалов и экологически безопасных технологий получения покрытий, мало загрязняющих окружающую среду. К таким технологиям относится и ЭИЛ. Другие технологии - физического, химического осаждения - менее приемлемы, как загрязняющие окружающую среду и не способствующие устойчивому развитию человечества. Использование метода ЭИЛ отвечает новому вектору развития науки о материалах, в том числе материалогии поверхности и значительно повышает свойства исполнительных поверхностей изделий из токопроводящих материалов.
Предлагается методологический подход получения исполнительных поверхностей с функциональными покрытиями в материалогии поверхности . Предложена методологическая схема (рис. 10) создания требуемой исполнительной поверхности с функциональным покрытием методом ЭИЛ в условиях материалогии поверхности.
Как видно, созданию требуемой исполнительной поверхности предшествует проработка этапа формулировки ФН поверхности материала, выбора и назначения исходного состава сырья и разработки технологии. ФН является неотъемлемым, всеобщим признаком и исходным звеном при создании любого средства деятельности, вещества, изделия, в том числе и поверхностей получаемого материала, которые можно разделить на две большие группы: поверхности компактных (объёмных) и порошковых материалов. Важной задачей при выборе и назначении исходного состава при разработке технологии получения требуемых исполнительных поверхностей является создание банка данных о составе, структуре, методах и известных технологиях получения свойств поверхностей. Банк данных значительно облегчает принятие решения по выбору и назначению состава исходного сырья, его месторождений, как при получении поверхностей конструкционных, инструментальных и других объёмных материалов, так и порошковых при
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 1 /2019
использовании методов физического, химического осаждения, ЭИЛ и других. Кроме того, важной составляющей банка данных являются сведения по исходному сырью месторождений регионов.
Функциональное назначение поверхности получаемого материала
Поверхности компактных материалов: конструкционных, инструментальных, электротехнических, электродных, триботехнических, базальтоволоконных, т.д.
Поверхности порошковых материалов, используемых для напыления, осаждения физического, химического, ЭИЛ, абразивов, флюсов для наплавки, т.д.
Банк данных исходного сырья, месторождений регионов: состав и свойства минерального, растительного сырья, концентратов, шлихов, отходов ГОКов
Выбор и назначение состава исходного сырья, месторождений
X
Банк данных о составе, структуре, методах и технологии достижения свойств материалов и поверхностей
[ Выбор методов воздействия, разработка технологии_^
X
Получение компактных материалов с функциональными поверхностями: плазменные методы, электроимпульсные, электроннолучевые, лазерные, взрывные, СВС-мстод, металлотермия, алюминотермия, электродуговой, элсктрошла-ковый переплав, другие
X
Получение порошковых материалов: обработка механическая, механохимичес-кая, размол, химикотермичес-
кая, сепарация, удаление вредных примесей, внесение необходимых добавок, экстремальные методы порошковой металлургии, ЭЭО, горячее прессование, другие
Поверхность нового компактного материала
X
Формирование защитных покрытий методами физического, химического осаждения, ЭИЛ, комбинированными, другие
Поверхность с функциональным покрытием
Рисунок 10 - Методологическая схема создания поверхности с функциональным покрытием методом
ЭИЛ в условиях материалогии поверхности.
Выбор и назначение исходного состава сырья предопределяет успех выбора методов воздействия и разработки технологии получения как компактных (объёмных), так и порошковых материалов и покрытий. При выборе важно достижение конечного результата: получения компактных материалов и изделий из них, содержащих исполнительные поверхности, которые могут быть подвергнуты дальнейшей обработке, формированию на них защитных покрытий, либо использование этих материалов в качестве анодных материалов для ЭИЛ- покрытий и т.д. (рис. 10). Следует учитывать, что порошковые материалы могут быть использованы как для получения компактных, объёмных материалов, так и непосредственно для получения защитных покрытий, в том числе и на поверхностях компактных материалов, в т.ч. методом ЭИЛ, то есть получения поверхности с функциональным покрытием, предусмотренной на этапе формулировки её ФН.
Выводы.
1. Материалогия поверхности является важным разделом науки о материалах, создания средств деятельности, значительный вклад в развитие которой внесли мыслители Древней Греции и русские учёные.
2. Современные науки - материаловедение и машиностроение являются одними из важнейших составляющих звеньев нового этапа науки о материалах и производства материальных благ, их требованиям должны быть подчинены предыдущие звенья.
3. Предложена методологическая схема создания требуемой исполнительной поверхности с функциональным покрытием методом ЭИЛ в условиях нового этапа развития науки о материалах и становления её нового раздела - материалогии поверхности.
Список использованной литературы:
1. Верхотуров А.Д. Материалогия // Вестник ДВО РАН. 2004, №5. С. 80-86.
2. Профессор А. Д. Верхотуров. Избранные труды и воспоминания. Т. 3. Материалогия. Воспоминания о пути становления науки о материалах в условиях Дальнего Востока / ред. А. И. Евстигнеев, Б. Я. Мокрицкий, В. А. Ким. - Комсомольск-на-Амуре: ФГБОУ ВО "КнАГТУ", 2016. - 313 с.
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 1 /2019
3. Верхотуров А.Д., Воронов Б.А., Коневцов Л.А. В.И. Вернадский и изменение вектора развития наук при переходе человечества из биосферы в ноосферу / Избранные труды профессора А.Д. Верхотурова. Т. 1. Общие проблемы науки о материалах на современном этапе развития человеческой цивилизации. / ред. Б.А. Воронов, Ю.А. Давыдов; науч. ред.: В.М. Макиенко, Л.А. Коневцов. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2016. 384 с. (С. 28-40). ISBN 978-5-562-00766-0.
4. Лазаренко Б.Р., Лазаренко Н.И. Электроискровой способ изменения исходных свойств металлических поверхностей. М.: Изд-во АН СССР, 1958. 117 с.
5. Ляшенко Б.А. О критериях адгезионно-когезионной равнопрочности и термостойкости защитных покрытий // Проблемы прочности. 1980, № 5. С. 114-117.
6. Верхотуров А. Д., Макиенко В. М., Воронов Б. А., Коневцов Л. А. О новом определении науки в связи с необходимостью решения глобальных проблем человечества, в том числе экологических // Учёные записки КнАГТУ № 3-1 (15). 2012. С. 86-93.
7. Верхотуров А.Д., Воронов БА., Коневцов ЛА. Энтропийно- экологическая материалогия // Экология промышленного производства. 2012, № 1. С. 5-15. ISSN 2073-2589.
8. Верхотуров А.Д., Достовалов В.А., Гордиенко П.С., Коневцов Л.А. Михаил Васильевич Ломоносов и
современная наука о материалах (к 300-летию со дня рождения). Владивосток: Издат. дом Дальневост. федерал, ун-та, 2012. 92 с. ISBN 978-5-7444-2708-5.
9. Верхотуров А.Д., Ершова Т.Б., Коневцов Л.А. Об основных идеях, парадигмах и методологии науки о материалах // Химическая технология. 2006, №9. С. 11-15.
10. Верхотуров А.Д., Шпилёв А.М., Коневцов Л.А. Самсонов и современная парадигма материаловедения // Избранные труды профессора А.Д. Верхотурова. Т. 1. Общие проблемы науки о материалах на современном этапе развития человеческой цивилизации. / ред. Б.А. Воронов, Ю.А. Давыдов; науч. ред.: В.М. Макиенко, Л.А. Коневцов. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2016. (384 с.) С. 182-195. ISBN 978-5-56200766-0.
11. Verchoturov A.D., Voronov B.A., L.A. Konevtsov. Mendeleyev - of a Paradigm of development of sciences about materials / Proceedings of the international meeting LERM-2014 "Physics of Lead-Free Piezoactive and Relative Materials (Analysis of Current State and Prospects of Development)". Rostov-on-Don - Tuapse, 2-6 September 2014. ISSUE 3, V 1. 422 p. Труды симпоз. в 2-х Т. Вып. 3. Т. 1. (422 е.). Ростов-н/Д: Изд-во МАРТ, 2014. С. 255-270.
12. Voting for JOM's Ten Greatest Materials Moments: Fact Sheet // JOM, N 9 (26), 2006. pp. 1-9.
13. Верхотуров А.Д. Шпилёв A.M., Коневцов Л.А. О списке событий и людей, наиболее значимых для развития наук о материалах // Вестник ДВО РАН. 2009, №1. С. 110-117.
14. Вернадский В. И. Размышление натуралиста. Кн. Вторая. М.: Наука, 1975. 174 с.
15. Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения. М., Машиностроения. 1969. 358 с.
16. Верхотуров А.Д., Коневцов Л.А. Академики А.П. Александров, Н.М. Жаворонков, Ю.В. Цветков, И.В. Тананаев и, Ю.Д. Третьяков у истоков нового научного направления в науке о материалах (к 110-летию академика А.П. Александрова) / Второй Международный молодёжный симпозиум "Физика бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов (анализ современного состояния и перспективы развития)". Ростов-на-Дону - Туапсе, 2-6 сентября 2013. Труды симпозиума в 2-х томах. Ростов-на-Дону: Изд-во СКНЦ ВШ ЮФУ ПСН, 2013. Вып. 2. Т. 1. ISBN 978-5-87872-730-3. С. 77-96.
17. Верхотуров А.Д., Иванов В.И., Коневцов Л.А. Наши ориентиры в области создания и совершенствовании материалов и их свойств // Труды ГОСНИТИ. Т. 117, 2014. С. 137-158.
18. Верхотуров А.Д. Шпилёв А.М., Коневцов Л.А. Предмет исследования, концептуальные и методологические основы становления и развития материалогии // Химическая технология. 2008, № 5. С. 197-204.
19. Верхотуров А.Д., Воронов Б.А., Макиенко В.М., Коневцов Л.А. Минералогическая материалогия: 1 -Научная база создания новых композиционных материалов из минерального сырья ДВ региона в условиях его устойчивого развития // Учёные записки КнАГТУ. 2014, № II-1 (18). С. 86-94.
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 1 /2019
20. Верхотуров А.Д., Крюков В.Г., Мирзеханова З.Г., Коневцов Л.А. К вопросу о минеральных ресурсах Дальнего Востока и энтропийно- экологической материалогии / Труды 5-го Междунар. междисциплинар. симп. Physics of lead-free piezoactive and relative materials (analysis of current state and prospects of development) 02-06 сент. 2016. Вып. 5: в 2 т. Т. 1. Ростов/Дон: НИИ физики ЮФУ. 404 с. (С. 118-133).
21. Верхотуров А.Д., Крюков В.Г., Коневцов Л.А. К вопросу о проблеме комплексного использования минерального сырья Дальнего Востока / Технические науки - от теории к практике. Сб. статей по материалам LIX междунар. науч.-технич. конф. Новосибирск: Изд. АНС «СибАК», 2016, № 6. (118 с.). С. 45-61.
22. Верхотуров А.Д., Макиенко В.М., Коневцов Л.А., Строителев Д.В., Романов И.О. Получение новых материалов в Дальневосточном регионе: монография. В 2 ч. Ч. 1. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2013. 293 с.
23. Воронов Б.А., Крюков В.Г., Коневцов Л.А. О новом этапе развития науки о материалах и решении проблемы устойчивого развития Дальнего Востока // Физика бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов (Анализ современного состояния и перспективы развития) («LFPM-2018): Труды VII Междунар. междисципл. молодёжи, симпоз. (Ростов/Д - Туапсе, 20-24 сент. 2018): в 2 т. Изд-во ЮФУ, 2018. Т. 1. (444 е.). С. 234-242. ISBN 978-5-9275-2892-9.
24. Коптюг В. А., Матросов В. К., Левашов В. К. Новая парадигма развития России с ХХ1 века. Комплексные исследования проблем устойчивого развития: идеи и результаты. М.: Academia, 2000. 460 с.
25. Туманов Ю. Н. Плазменные технологии в формировании нового облика промышленного производства // Вестник РАН. 2006. Т. 76,№ 6. С. 491-502.
26. Ларичкин Ф. Д. Формирование концептуальной модели рационального недропользования // Ресурсы, технологии и экономика, 2005, № 3. - С. 11-18.
27. Соболевский П. Г. Об очищении и обработке сырой платины // Горный журнал. 1827. Т. II, кн. 4. С. 84109.
© Коневцов Л. А., Филонников А. Л., Ричинкова С. В., 2019
УДК 621.941.1.025.14
А.Л. Филонников
канд. техн. наук, доцент ТОГУ, г. Хабаровск, РФ E-mail: [email protected] С.В. Ринчинова магистр 3 курса ТОГУ г. Хабаровск, РФ E-mail: [email protected]
БОРИРОВАНИЕ КАК СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ
Аннотация
Рассмотрен химико-термический процесс борирования для упрочнения рабочих поверхностей техоснастки на примере захватов кристаллов из кремния. Показаны результаты сравнения двух методов борирования: в жидком расплаве буры в тигле с температурой до 1050 °С и в среде порошков в герметичных контейнерах с температурой до 950 °С.
Ключевые слова:
борирование, оснастка, твёрдость, износ.
