Модифікація порошків інтерметаліду NiAl шляхом плакування фосфором для плазмових покриттів та дослідження їх структури і триботехнічних властивостей

Автор(и)

  • T. Levchuk Інститут проблем матеріалознавства імені Францевича Національної академії наук України, Україна https://orcid.org/0009-0008-5818-6684
  • O. Poliarus Інститут металургії та матеріалознавства Польської академії наук, Краків, Польща https://orcid.org/0000-0003-3181-419X
  • V. Konoval Інститут проблем матеріалознавства імені Францевича Національної академії наук України, Україна https://orcid.org/0000-0003-2780-9064
  • O. Makarenko Інститут проблем матеріалознавства імені Францевича Національної академії наук України, Україна https://orcid.org/0000-0002-8500-1365

DOI:

https://doi.org/10.31891/2079-1372-2025-118-4-21-20

Ключові слова:

інтерметалід NiAl, плакування фосфором, плазмове напилення, фосфатна плівка, триботехнічні властивості, зносостійкість, тверде мастило, мікроструктура

Анотація

У статті досліджено вплив додавання фосфору до інтерметалідного порошку NiAl на структуру, мікротвердість та триботехнічні властивості плазмових покриттів, які можуть бути рекомендовані для роботи в умовах тертя без мастила. Композиційний порошок NiAl+P отримано шляхом плакування NiAl фосфоровмісними сполуками. Встановлено, що додавання фосфору сприяє утворенню в покриттях фосфатних фаз, що знижує мікротвердість, але суттєво підвищує зносостійкість. В покритті NiAl+P при трибовипробуваннях на поверхні тертя формується захисна фосфатна плівка, яка виконує роль твердого мастила та зменшує інтенсивність зношування майже в 2,5 раза. Отримані результати свідчать про ефективність фосфору як легуючого елементу для підвищення експлуатаційної довговічності NiAl-покриттів у триботехнічних вузлах

Посилання

Chen, H., Luo, W. Effects of β-NiAl powder addition on the high temperature oxidation behaviour of thermally sprayed CoNiCrAlY coatings // Journal of Materials Research and Technology, 2025, Vol. 37, 1737–1747, https://www.doi.org/10.1016/j.jmrt.2025.06.140

Hardwicke C.U., Lau Y.-C., Advances in thermal spray coatings for gas turbines and energy generation: a review, Journal of Thermal Spray Technology 22 (2013) 564-576, https://www.doi.org/10.1007/s11666-013-9904-0

Hu, Q., Geng, S., Niu, X., Wang, J., Huang, Y., Wang, F. Effect of Y/Pt modification on high-temperature corrosion resistance of NiAl coatings in the environment of NaCl-humid air // Corrosion Science, 2025, Vol. 253, 113000, https://www.doi.org/10.1016/j.corsci.2025.113000

Ghara, T., Kuroda, S., Yanagisawa, T., Shahien, M., Suzuki, M., Inoue, T., Shinoda, K. Degradation behaviour of HVOF sprayed CoNiCrAlY coating in high-temperature ammonia environment towards its applicability in ammonia fueled gas turbines // International Journal of Hydrogen Energy, 2025, Vol. 130, 345–359, https://www.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2025.04.277

Sun, H., Wan, S., Yi, G., Yang, J., Bai, L., Shi, P., Cheng, J. Friction and wear behaviors of NiAl–Bi₂O₃–Ag–Cr₂O₃ composite coating in the thermal cycle of RT–800 °C // Tribology International, 2021, Vol. 159, 106957, https://www.doi.org/10.1016/j.triboint.2021.106957

Zhou, X., Mukoyoshi, M., Kitagawa, H. Recent advances in high-entropy intermetallic nanoparticles: synthesis and electrocatalytic applications // Chemical Communications, 2025, Vol. 61, 10911–10930, https://www.doi.org/10.1039/D5CC00993F

Peng, J., Li, Z., Li, Y., Wang, Z., Tan, L., Wang, Y., Huang, L., Liu, F. Effect of in-situ growth Al₂O₃ on high-temperature oxidation performance and mechanism of NiAl // Journal of Alloys and Compounds, 2025, Vol. 1036, 181701, https://www.doi.org/10.1016/j.jallcom.2025.181701

Zhang, W.L., Li, S.M., Fu, L.B., Li, W., Sun, J., Wang, T.G., Jiang, S.M., Gong, J., Sun, C. Preparation and cyclic oxidation resistance of Hf-doped NiAl coating // Corrosion Science, 2022, Vol. 195, 110014, https://www.doi.org/10.1016/j.corsci.2021.110014

Zhang, L., Liao, X.-J., Chen, R., Luo, X.-T., Li, C.-J. Tribological behavior of NiAl coating deposited by plasma spraying of diamond-contained Ni/Al composite powder at a wide range temperature from 25 °C to 700 °C // Transactions of Materials Research, 2025, Vol. 1, 100100, https://www.doi.org/10.1016/j.tramat.2025.100100

Guo, H., Li, B., Yan, P., Wu, Z., Li, F., Liu, Z. Microstructures, mechanical properties and tribological behaviors of NiAl-based composite coatings with various addition of Nb // Surface and Coatings Technology, 2022, Vol. 449, 128977, https://www.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.128977

Zhang, H., Zhu, H., Huang, J., Li, J., Xie, Z. In-situ TiB₂–NiAl composites synthesized by arc melting: Chemical reaction, microstructure and mechanical strength // Materials Science and Engineering: A, 2018, Vol. 719, 140–146, https://www.doi.org/10.1016/j.msea.2018.01.125

Sorokatyi, R., Chernets, M., Dykha, A., Mikosyanchyk, O. Phenomenological Model of Accumulation of Fatigue Tribological Damage in the Surface Layer of Materials // Mechanisms and Machine Science. – 2019. – Vol. 73. – P. 3761–3769, https://www.doi.org/10.1007/978-3-030-20131-9_371

Fan, X., Huang, W., Zhou, X., Zou, B. Preparation and characterization of NiAl–TiC–TiB₂ intermetallic matrix composite coatings by atmospheric plasma spraying of SHS powders // Ceramics International, 2020, Vol. 46, No. 8, 10512–10520, https://www.doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.01.052

Bolelli, G.; Cannillo, V.; Lusvarghi, L.; Rosa, R.; Valarezo, A.; Choi, W. B.; Dey, R.; Weyant, C.; Sampath, S. Functionally graded WC-Co/NiAl HVOF coatings for damage tolerance, wear and corrosion protection // Surf. Coatings Technol. 2012, 206 (8–9), 2585–2601, https://www.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2011.11.018

Sun, Y., Yuan, J., Wang, M., Wang, H., Chen, Z., Liu, X., Li, S., Zhao, W., Yang, J. Enhanced tribological performance of NiAl-based composite coatings: Design of the composition in coatings by addition of Mo and Nanodiamond // Tribology International, 2025, Vol. 203, 110405, https://www.doi.org/10.1016/j.triboint.2024.110405

O. Umanskyi, O.Poliarus, M. Ukrainets, O. Kostenko, M Antonov, I. Hussainova Influence of Cr, Ti and Zr Oxides Formation on High Temperature Sliding of NiAl-Based Plasma Spray Coatings // Journal “Key Engineering Materials”, Trans Tech Publications, Switzerland, Vol. 674 (2016), pp 308-312, https://www.doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.674.308

O. Umanskyi, O. Poliarus, M. Ukrainets, M. Antonov, I. Hussainova. High Temperature Sliding Wear of NiAl-based Coatings Reinforced by Borides // Materials Science (Medžiagotyra). – 2016. – Vol. 22, No. 1. – pp. 49-53, https://www.doi.org/10.5755/j01.ms.22.1.8093

O.Poliarus, J. Morgiel, O. Umanskyi, M. Pomorska, P. Bobrowski, M. Szczerba, O. Kostenko. Microstructure and wear of thermal sprayed composite NiAl-based Coatings // Archives of Civil and Mechanical Engineering, 19(4), pp. 1095-1103 (2019), https://www.doi.org/10.1016/j.acme.2019.06.002

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-12-15

Як цитувати

Levchuk, T., Poliarus, O., Konoval, V., & Makarenko, O. (2025). Модифікація порошків інтерметаліду NiAl шляхом плакування фосфором для плазмових покриттів та дослідження їх структури і триботехнічних властивостей. Проблеми трибології, 30(4/118), 21–30. https://doi.org/10.31891/2079-1372-2025-118-4-21-20

Номер

Том 30 № 4/118 (2025)

Розділ

Статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Проблеми трибології

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.