Введение
Глава 1 Аналитический обзор 14
1.1 Систематизация основных требований и условий эксплуатации электроизоляционных, радиационностойких покрытий в термоядерных реакторах с магнитным удержанием плазмы 14
1.2 Анализ газотермических методов напыления электроизоляционных, антифрикционных, износостойких покрытий 21
1.2.1 Классификация материалов и методов газотермического напыления электроизоляционных, радиационностойких покрытий на металлических подложках 21
1.2.2 Систематизация применяемых материалов для создания антифрикционных, износостойких покрытий методами газотермического напыления 29
1.3 Составление требований и выбор триботехнических, электроизоляционных свойств плазменных оксидных покрытий для эксплуатации в экстремальныхусловиях 31
1.3.1 Влияние радиационного облучения, температуры и вакуума на триботехнические свойства тяжелонагруженных пар трения с плазменным электроизоляционным покрытием 31
1.3.2 Установление связи электрофизических и прочностных свойств плазменных электроизоляционных покрытий с параметрами радиационного облучения при высоких температурах 36
1.4 Обобщение результатов аналитического обзора 45
1.4.1 Формулирование цели и задач исследования 45
1.4.2 Установление ограничения области исследований 46
1.4.3 Выводы 48
Глава 2 Обоснование и выбор материалов, технологии плазменного напыления и разработка методик проведения экспериментов 51
2.1 Формулирование требований и выбор исследуемых материалов пар трения
2.2 Формулирование требований и выбор технологического процесса
формирования плазменных покрытий и оборудования 54
2.2.1 Выбор установки для плазменного напыления 54
2.2.2 Выбор технологического процесса формирования плазменных покрытий 55
2.3 Разработка методик проведения экспериментов 58
2.3.1 Приборы, способы измерения микротвердости, модуля упругости, трещиностойкости 58
2.3.2 Световая, электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ 61
2.3.3 Определение физических характеристик плазменных покрытий 62
2.3.4 Установление прочности сцепления плазменных покрытий с подложкой 63
2.3.5 Определение триботехнических характеристик исследуемых пар трения 65
2.4 Выводы 77
Глава 3 Метод расчета и анализ результатов определения толщин плазменных электроизоляционных покрытий узлов трения модулей бланкета ИТЭР 79
3.1 Метод расчета толщин газотермических электроизоляционных покрытий деталей узлов трения термоядерных реакторов 79
3.2 Расчет толщин плазменного электроизоляционного покрытия Al2O3 деталей узлов трения модулей бланкета ИТЭР 88
3.2.1 Установление влияния радиационного облучения и температуры на проводимость плазменного электроизоляционного покрытия Al2O3 88
3.2.2 Экспериментальное исследование влияния условий испытаний и физико механических свойств на трение и износ плазменного покрытия Al2O3 92
3.2.3 Расчетное определение интенсивности изнашивания плазменного покрытия Al2O3 на основе теоретико-инвариантного метода 117
3.2.4 Результаты расчета толщин плазменного покрытия Al2O3 124
3.3 Обсуждение результатов исследования, выводы 129
Глава 4 Определение критического уровня сдвиговых напряжений в парах трения Al2O3 – металл тяжелонагруженных узлов термоядерных реакторов 138
4.1 Экспериментальное исследование коэффициента трения скольжения пар Al2O3 – металл 139
4.2 Анализ результатов прочности сцепления на сдвиг при сжатии плазменного покрытия Al2O3 146
4.3 Определение пороговых значений коэффициента трения в парах Al2O3 – металл модулей бланкета ИТЭР 151
4.5 Обсуждение результатов исследования, выводы 154
Глава 5 Разработка конструкции плазменных электроизоляционных покрытий деталей тяжелонагруженных узлов трения термоядерных реакторов с повышенными триботехническими свойствами 157
5.1 Требования к конструкции плазменных электроизоляционных покрытий в
узлах трения типа опор, работающих в экстремальных условиях 157
5.2 Разработка блок-схемных решений конструкций тяжелонагруженных узлов трения типа опор скольжения с ЭИП 160
5.2.1 Экспериментальное исследование триботехнических характеристик плазменных антифрикционных, износостойких покрытий 160
5.2.2 Определение коэффициента трения скольжения плазменного покрытия Al2O3 в паре с модифицированными пластинами 169
5.2.3 Исследование возможности применения твердых смазочных материалов в узлах трения с плазменным электроизоляционным покрытием 175
5.3 Обсуждение результатов исследований, выводы 179
Заключение 181
Список сокращений и условных обозначений 183
Список литературы
