チタンの合成法を開発

ウラル連邦大学（UrFU）とロシア科学アカデミーウラル支部電気物理研究所の科学者たちは、4成分ナノ複合コーティングを合成する方法を開発した。 ガスタービンエンジンの保護、航空機や機械製造、金属加工、生物医学に使用されています。 新しいアプローチでは、高温、追加の装置や材料を必要とせず、必要な特性を備えたコーティングを得ることができます。実験結果と方法の説明ジャーナル「メンブレン」に掲載されました。

チタン、シリコン、カーボン、窒素をベースにしたナノ複合コーティングは、その独特の一連の特性により、保護耐摩耗コーティングとしての使用が期待されています。 現在、このような 4 成分コーティングは多くの物理的および化学的方法を使用して合成されていますが、欠点もあります。 そして科学者たちは、最終的なコーティングを得るのに最良の結果を示すプラズマ化学分解の方法を提案しました。

「真空アーク法と比較すると、コーティングの品質を低下させる微小液滴が存在しないという利点があります。マグネトロンスパッタリングとは異なり、私たちの方法は、より高い成膜速度と、緻密で高品質のコーティングを形成するために必要な高いイオン束密度を提供します。化学的方法と比較すると、環境と健康に優しく、手頃な価格で安価な成分を使用できるという利点があり、私たちの意見では、この方法の主な利点は、ほぼすべての成分を独立して広範囲で制御できることです。合成条件、そして結果として得られるコーティングの組成と特性を考慮することで、必要な特性を備えたフィルムを得ることが可能になります」と、UrFU および RAS ウラル支部の研究者、アンドレイ メンシャコフ氏は述べています。

新しい方法は実装が比較的簡単です。中空陰極と活性陽極を備えたガス放電デバイスのみを使用して、多成分活性媒体を作成します。 この蒸着方法では、蒸着された金属の流れにコーティング構造を乱す液滴が含まれないため、別個の設備やイオン化システム、濾過システムを必要としません。

「このようなコーティングのナノ複合構造は、一般にナノ結晶が埋め込まれた非晶質マトリックスです。多成分ナノ複合コーティングを得るために、私たちは有機シリコン前駆体を使用します。有機シリコン前駆体は、有機シリコン前駆体です。有機シリコン前駆体は、シリコン-炭素結合およびシリコン-窒素結合を含む揮発性の低毒性の液体であり、これらの液体は、チタン-窒素、チタン-炭素、またはチタン-炭素-窒素の結晶からなるナノ結晶相を合成するには、プラズマからの電子流による蒸発によって前駆体ガス環境にチタンを追加します。有機シリコン分子の分解生成物とチタン蒸気からなる活性な蒸気ガス環境を作り出し、この混合物の成分が処理された表面にコーティングを形成します」とメンシャコフ氏は説明します。

研究者らは、必要な生産技術を有する企業が現在、さまざまな企業向けにそのような保護コーティングを塗布するための設備を構築していると指摘している。 新しい方法を使用すると、既存の設備のエネルギー効率が向上するだけでなく、得られるフィルムの品質も向上します。 医療製品や切削工具などのコーティングを得る特定の要件を決定する場合、必要な特性を備えたコーティングを得るのに役立つ合成条件を個別に選択する必要があります。 現在、科学者たちは、必要な機械的および物理化学的特性を備えたコーティングを合成するというまさにこの課題に取り組んでいます。

- このプレスリリースはもともとウラル連邦大学のウェブサイトに掲載されたものです