Підкова В. Я. Підвищення експлуатаційних властивостей нагрівних елементів синтезуванням наноструктурованих функціонально-градієнтних шарів

Об'єкт дослідження - процеси структуроутворення під час формування діелектричних шарів з оксидів та нітридів Mg, Al, Ti методами інженерії поверхні. Мета роботи - встановлення особливостей структуротворення функціонально-градієнтних діелектричних шарів з оксидів та нітридів Mg, Al, Ti для підвищення експлуатаційних властивостей плівкових нагрівних елементів. У роботі вивчено особливості структуроутворення, характер розподілу дефектів кристалічної будови і фазовий склад діелектричних шарів з MgO, TiO2, Al2O3, AlN на підкладках із сталі 40Х13, сплаву АМг2 залежно від режимів їх формування. У якості інструменту для створення таких шарів обґрунтовано доцільність використання одного із методів інженерії поверхні - іонно-плазмового напилювання. Встановлено взаємозв'язок між хімічним складом, структурою діелектричних шарів, їх адгезією до поверхні, мікромеханічними, тепловими і електрофізичними властивостями. Серією порівняльних експериментів встановлена оптимальна комбінація в системі "підкладка - діелектричний шар" - "сталь 40Х13 - AlN". Для досліджуваних систем встановлені оптимальні режими нанесення діелектричних шарів. Вони забезпечують формування таких структурно-геометричних параметрів і фазового складу, що дають можливість одержати необхідні експлуатаційні властивості. Для керування режимами нанесення та контролю якості діелектричних шарів (за параметрами мікроструктури, рівнем дефектності, адгезії та електричними властивостями) вперше конфігуровано і адаптовано програмний нейромережевий контролер нечіткої логіки T - Controller Workshop та розроблено програмний нейромережевий предиктор "ДБ/Градієнт 1.1". На основі проведених досліджень виготовлено дослідний зразок, який увійшов у конструкцію калорифера КЕП 2-10-4-220/380 і успішно пройшов стендові випробування на ООО ПКПП "Кредув".