Внесок в процес встановлення міцних зв’язків дислокацій, що виходять на поверхню при ударній взаємодії.

Встановлення міцних хімічних зв’язків досягається внаслідок дії конкретних механізмів активації. Безпосередньо при напиленні діють два основних механізми - термічна активація, пов'язана з величиною температури в міжфазної зоні Т_К, і механізм, пов'язаний із пластичною деформацією й виходом на поверхню дефектів, зокрема дислокацій. Напруги, що виникають у точці удару частинок, сприяють виходу дислокацій на контактну поверхню і її активації розривом насичених зв'язків, що повинно приводити до утворення додаткових активних центрів. При ударі частинок об підложку взаємна деформація викликає генерацію й вихід "свіжих" дислокацій на поверхню контакту. З`єднання утвориться саме в місцях виходу свіжих дислокацій через здатність пересуватися зі швидкістю виходу деякого граничного значення, необхідного для досить швидкої деформації, коли на поверхні утвориться шлейф розірваних зв'язків.

Проведемо аналіз процесів, обумовлених виходом дислокацій на поверхню, і визначимо частку поверхні , що приймаюсь участь у формуванні хімічних зв'язків по механізму пластичної деформації. Відомо, що площа цієї поверхні дорівнює , де – щільність дислокацій; – площа одиночного активного центру, що для орієнтовних розрахунків може бути прийнята рівною =7,8 10^-9см². Щільність дислокацій визначається відповідними фізичними експериментальними методами, наприклад, методом внутрішнього тертя, які дозволяють визначити параметри дислокаційної структури. Залежно від величини дислокаційної сітки, товщини приповерхнього шару, що приймають участь у поглинанні енергії пружних коливань, термообробки й попередньої деформації поверхневого шару зразків із заліза, значення щільності дислокацій складає =(2–5) 10⁷см².

За таки умови частка площі фізичного контакту за рахунок дії дислокацій становить в залежності від режимів обробки матеріалу = (0,25–0,4) .

Знайдені значення фізичного контакту є частиною загального контакту й визначають міцність зчеплення, обумовлену тільки пластичною деформацією; результати розрахунків представлені в таблиці 11.1.

Дислокаційний фактор є одним з основних, у першу чергу визначальний рівень адгезійної міцності. Хімічна взаємодія можлива тільки при необхідній активності атомів, насамперед енергією, що виноситься дислокаціями, а також за рахунок температури в зоні контакту. Міцність зчеплення системи за рахунок дислокацій на основі даних про відносну площу хімічної взаємодії , відповідно до таблиці 11.1 і з урахуванням межі міцності заліза = 400 МПа знаходиться в межах від 37 до 94 МПа.

Таким чином, площа хімічної взаємодії за рахунок активних центрів, а, отже, міцність зчеплення становить 10–20 %, віднесеної до номінальної площі, або 20–40 % від площі, сформованої в процесі ударної взаємодії – фізичного контакту. Разом з тим високі температури є додатковим, а, у багатьох випадках, і основним фактором, що активує фізико-хімічні процеси.

Підводячи підсумки короткому розгляду процесів формування плазмових покриттів, можна відзначити, що залежно від умов напилення у відносно широких межах міняються енергетичні умови в контактній зоні, що приводять до активації в ній фізико-хімічних процесів, що обумовлює взаємодію покриття з основою. Визначальної в умовах тертя, холодного зварювання, спікання, плазмового напилення є пластична деформація, після протікання, якої можливе усунення границі розділу контактуючих пар шляхом підстроювання атомів і формування металевих зв'язків.

При різноманітних способах ГТН швидкість руху частинок змінюється в широких межах і може становити від 10¹м/с при газополуменевому напиленні до 10³м/с при детонаційному напиленні.

Важливо визначити канали активації, що приводять до розриву міжатомних зв'язків у системі (Me'–О) при різних способах ГТН, що відрізняються швидкістю руху частинок при дуговому, плазмовому і детонаційному напиленні. Це дозволить виявити основні фізичні процеси взаємодії частинок з підложкою, і тим самим встановити межі технологічних можливостей кожного конкретного способу напилення.