Лаборатория                                                 

плазменно-электролитических процессов

Прикладные разработки


Патенты, полученные коллективом на способы формирования покрытий

В составе лаборатории защитных покрытий (до 2003 г.)

  1. Патент № 1783004 России. Способ микродугового оксидирования вентильных металлов и их сплавов / Руднев В.С., Гордиенко П.С., Курносова А.Г., Орлова Т.И.- Заявл. 17.10.89. Опубл. 23.12.92. Бюлл. №47.
  2. Патент № 2061107 России. Способ микродугового получения защитных пленок на поверхности металлов и их сплавов / Руднев В.С., Гордиенко П.С., Курносова А.Г., Орлова Т.И.- Заявл. 17.07.91. Опубл. 27.05.96. Бюлл. №15.
  3. Патент № 2066716 России. Способ получения окрашенных покрытий на вентильных металлах и сплавах / Яровая Т.П., Руднев В.С., Гордиенко П.С., Недозоров П.М.- Заявл. 05.03.93. Опубл. 20.09.96. Бюлл.№26.
  4. Патент № 2072000 России. Способ разноцветного окрашивания изделий из алюминия и его сплавов / Руднев В.С., Гордиенко П.С., Яровая Т.П., Недозоров П.М., Гнеденков С.В., Хрисанфова О.А.- Заявл. 29.11.93. Опубл. 20.01.97. Бюлл. №2.
  5. Патент № 2096534 России. Способ получения оптически черных защитных покрытий на вентильных металлах / Яровая Т.П., Руднев В.С., Гордиенко П.С., Недозоров П.М.- Заявл. 18.07.96. Опубл. 20.11.98. Бюлл.№32.
  6. Патент № 2241541 России. Способ получения оксидных катализаторов / Руднев В.С., Васильева М.С., Яровая Т.П., Кондриков Н.Б., Тырина Л.М., Гордиенко П.С. - Заявл. 30.07.03. Опубл. 10.12.2004. Бюлл.№34.

    В составе лаборатории плазменно-эленктролитических процессов (с 2003 г.)

  7. Патент РФ № 2263163: Способ плазменно-электролитического оксидирования вентильных металлов и сплавов / Руднев В.С., Яровая Т.П., Недозоров П.М./Дата подачи заявки 30.07.2004. Дата публикации 27.04.2005.
  8. Патент РФ № 2263164: Способ нанесения защитных покрытий на алюминий и его сплавы / Руднев В.С., Яровая Т.П., Недозоров П.М., Богута Д.Л. / Дата подачи заявки 10.08.2004. Дата публикации 27.04.2005.
  9. Патент РФ № 2288973: Электрод и способ его получения / Кондриков Н.Б., Щитовская Е.В., Васильева М.С., Руднев В.С., Тырина Л.М. // Совместная заявка ДВГУ и ИХ ДВО РАН // Дата подачи заявки 02.06.2005. Опубликовано 10.12.2006. Бюл. № 34.
  10. Патент на полезную модель РФ № 66458: Уплотнительное кольцо торцового уплотнения / Кабанов В.В., Руднев В.С. - Заявка № 2007116277 от 28.04.2007. Зарегистрировано в Гос. реестре 10.09.2007.
  11. Патент РФ № 2323278: Способ получения на титане и его сплавах покрытий, содержащих оксид циркония / Руднев В.С., Яровая Т.П., Килин К.Н. - Заявл. 23.08.2006. Опубликовано 27.04.2008. Бюлл. №12.
  12. Патент РФ № 2342999: Способ получения никельмедного оксидного катализатора / Руднев В.С., Тырина Л.М., Лукиянчук И.В. - Заявл. 11.07.2007. Опубл. 10.01.2009. Бюлл. №1.
  13. Патент РФ № 2367519: Способ получения смешанных оксидов церия и циркония / Руднев В.С., Яровая Т.П., Недозоров П.М. - Заявл. 19.05.2008. Опубликовано 20.09.2009. Бюлл. №26.
  14. Патент РФ № 2371390: Способ получения тонких слоев пирофосфата циркония / Руднев В.С., Яровая Т.П., Килин К.Н. - Заявл. 03.04.2008. Опубликовано 27.10.2009. Бюлл. №30
  15. Патент РФ № 2417123: Способ получения катализатора для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания / Стеблевская Н.И., Медков М.А., Белобелецкая М.В., Руднев В.С., Лукиянчук И.В. - Заявл. 23.10.2009. Опубликовано 27.04.2011. Бюлл.№ 12.
  16. Патент РФ № 2420614: Способ получения магнитоактивных оксидных покрытий на вентильных металлах и сплавах / Руднев В.С., Лукиянчук И.В., Устинов А.Ю. Заявлен 03.12.2009. Опубликован 10.06.2011.
  17. Патент на полезную модель № : Металлический носитель катализатора / Руднев В.С., Зорин А.В., Пермяков В.В., Тырина Л.М., Лукиянчук И.В., Медков М.А. Решение о выдаче патента от 14.06.2011 по заявке №2011113213. Приоритет 05.04.2011.
  18. Патент РФ № 2455069: Способ получения катализатора дожига дизельной сажи / Руднев В.С., Лебухова Н.В., Чигрин П.Г., Лукиянчук И.В., Макаревич К.С., Кириченко Е.А - МПК8 С1 B01J 37/025, С1 B01J 37/03, С1 B01D 53/94, С1 B01J 23/885, С1 B01J 21/06. Институт химии ДВО РАН. Институт материаловедения ДВО РАН. №2011106251/04; заявл. 17.02.2011; опубл. 10.07.2012 Бюл. № 19.
  19. Патент РФ № 2465047: Способ получения катализатора для очистки выхлопных газов ДВС / Медков М.А., Стеблевская Н.И., Белобелецкая М.В., Руднев В.С., Малышев И.В. - опубл. 27.10.2012 , БИ № 30.
  20. Патент РФ № 2483144: Способ получения композитных полимер-оксидных покрытий на вентильных металлах и их сплавах / Руднев В.С., Ваганов-Вилькинс А.А., Яровая Т.П., Недозоров П.М. С1, МПК С25D 11/02, C25D 15/00. Заявлен 16.12.2011. Опубликован 27.05.2013. Бюлл. №15.
  21. Патент РФ №2518257: Способ формирования покрытий пентаоксида тантала на подложке / Руднев В.С., Килин К.Н., Медков М.А. Заявл. 25.11.2012. Опубл. 10.06.2014. Бюлл.№16
  22. Патент РФ №2525958: Способ формирования покрытия пентаоксида тантала на подложке из титана и его сплавов / Медков М.А., Стеблевская Н.И., Белобелецкая М.В., Руднев В.С. Заявл. 10.01.2013. Опубл. 20.08.2014. Бюлл.№23
  23. Патент РФ №2528285: Способ антикоррозионной обработки сплавов алюминия / Олейник С.В., Кузенков Ю.И., Кузнецов Ю.И., Руднев В.С., Яровая Т.П., Недозоров П.М. Заявл. 10.06.2013. Опубл. 10.09.2014. Бюлл.№25
  24. Патент РФ № 2571099: Способ получения каталитически активных композитных слоев на сплаве алюминия / Тырина Л.М., Руднев В.С., Лукиянчук И.В., Васильева М.С. Заявка подана 24.12.2014. Опубликовано 20.12.2015 Бюлл. №35.
  25. Патент РФ № 2614916: Способ получения тонких слоев титаната висмута / Медков М.А., Руднев В.С., Васильева М.С. Опубл. 30.03.2017. Бюлл. №10.
  26. Патент РФ №2617580: Способ получения тонких слоев силиката висмута / Медков М.А., Руднев В.С., Васильева М.С. Опубл. 25.04.2017. Бюлл. №12
  27. Патент РФ № 2627763: Способ получения катализатора для очистки выхлопных газов / Стеблевская Н.И., Белобелецкая М.В., Руднев В.С., Яровая Т.П., Недозоров П.М., Тырина Л.М. Опубликован 11.08.2017. Бюлл. №23.
  28. Патент по заявке №2017100637: Cпособ получения каталитически активного композитного материала на алюминии / Руднев В.С., Лукиянчук И.В., Чупахина Е.А., Яковлева Н.М., Кокатев А.Н., Степанова К.В. (дата подачи 10.01.2017). Решение о выдаче патента от 21.08.2017.

Разработки, предлагаемые для внедрения

Наверх

1. Технология нанесения защитных покрытий

Технология плазменно-электролитического нанесения на изделия из алюминия, титана и их сплавов покрытий защитно-декоративных, покрытий повышающих адгезию к металлу красок, лаков, полимеров.

Назначение и преимущества технологии:
Данная технология предназначена для замены применяемых в промышленности устаревших энерго- и трудозатратных технологий химического или электрохимического оксидирования, оказывающих значительное отрицательное воздействие на здоровье персонала и экологическое состояние окружающей среды, как этапа подготовки поверхности изделий размерами до нескольких квадратных метров из титана, алюминия и их сплавов под окраску, лакирование, нанесение полимеров, например, порошковых красок.
Преимущества технологии по сравнению с традиционными методами:
- позволит резко уменьшить экологическое давление на природную среду: в предлагаемой – водный электролит 4-го класса опасности; при традиционном анодировании - электролит с 18-20% H2SO4 2-го класса опасности;
- улучшит условия и культуру производства: избавит производственные помещения от вредных кислотных испарений, рабочих - от контактов с кислотами и щелочами;
- позволит обрабатывать в одном электролите изделия как из алюминия, так и титана (традиционно для каждого типа металла применяется отдельный электролит и производственный участок);
- существенно уменьшит время обработки поверхности металла: достаточно 3 - 10 минут, традиционно - от 20 минут и выше;
- снизит число операций по подготовке поверхности перед формированием оксидного слоя: отпадает необходимость в операциях травления и осветления изделий с промежуточными промывками;
- наличие на поверхности металла сформированного защитного покрытия позволит осуществлять окраску, лакирование, нанесение полимеров через дни и недели после обработки, а не сразу, как после традиционного анодирования, повысить защитные свойства системы покрытие/краска (или лак, полимер) для нанесения на изделия, эксплуатируемые в морской воде, защитной системы оксидное покрытие + краска, рис. 1-4.
Данная технология применяется с 1991 года и по настоящее время на экспериментальном заводе СКБ САМИ ДВО РАН, г. Южно-Сахалинск.

Рис. 1. Сплав В95. Годичные испытания в морской воде, моделирование щелевой коррозии. а) без и б) с покрытием.

Рис. 2. Изделия с защитными слоями (оксидный слой + краска) на палубе судна (илюстрация из проспекта СКБ САМИ ДВО РАН).

Рис. 3. Часть действующего участка в СКБ САМИ ДВО РАН (илюстрация из проспекта СКБ САМИ ДВО РАН)

Рис. 4. Энергоемкость процесса при получении слоев на сплаве алюминия АМцН (кривая 2).

2. Технология нанесения на изделия из алюминия и его сплавов износостойких покрытий.

Разработан способ переменнотокового, анодно-катодного получения твердых (микротвердость 20 ГПа), износостойких слоев на алюминии толщиной от 30 до 80 мкм в электролите на основе M2B4O7, где М - К или Na.
В качестве источника и анодно-катодного тока применяем управляемый компьютером многофункциональный тиристорный агрегат, собранный на базе выпускаемого серийно агрегата типа "ТЕР" в ООО "Флерон", г. Владивосток (e-mail: fleron@mail.primorye.ru).
Данная технология предназначена для получения слоев с высокой микротвердостью (до 20 ГПа), защищающих изделия из алюминия и его сплавов от истирания и позволяющих им работать в узлах трения (различные торцевые уплотнения, алюминиевые цилиндры в двигателях и др.).
Преимущества технологии по сравнению с аналогом (традиционно применяемая в мировой практике технология ПЭО в водных электролитах на основе Na2SiO3):
- более низкое энергопотребление (в 1,5-2 раза);
- более высокий ресурс работы электролита за счет отсутствия встраивания компонентов раствора в покрытия;
- более широкий температурный интервал работы электролита - до 80oС (в аналоге - до 40oС);
- более тонкие покрытия: 40-60 мкм (в аналоге - более 100 мкм), что важно при изготовлении прецизионных изделий.

Перспективные способы, защищенные Патентами РФ:

Наверх

1. Покрытия с феромагнитными свойствами на изделиях из алюминия, титана и их сплавов

Способ одностадийного формирования покрытий с ферромагнитными свойствами за счет восстановления из солей электролита в порах растущего оксидного покрытия (Al2O3 на алюминии, TiO2 на титане и т.д.) нужных металлов с магнитными свойствами или их смесей (Fe, Co, Ni и другие) в виде нанокристаллов, капсулированных в немагнитную оболочку (например, гидрооксидную).
Данная технология предназначена для получения на изделиях из алюминия и его сплавов, титана и его сплавов покрытий с ферромагнитными свойствами (коэрцитивная сила - от десятков до сотен Эрстед), перспективных для применения в качестве поглотителей электромагнитного излучения определенных длин волн, например, для спецтехники, в СВЧ волноводах, в защитных электромагнитных экранах, в современной кухонной посуде из алюминия с покрытиями, способными разогреваться под действием электромагнитных полей.
Достоинства технологии. Известные аналоги [получение покрытий с похожими характеристиками методами традиционного электрохимического доискрового оксидирования с последующим наполнением наноразмерных пор покрытий железом, никелем, кобальтом, технологии напыления, металлизации, описанный недавно подход введения при ПЭО в покрытия микроразмерных частичек железа путем добавления их в базовый электролит (Jin F.Y. et al. // Surf. Coat. Technol. 2006. V. 201. N 1-2. P. 292)] проигрывают многоэтапностью технологических операций, а следовательно, и/или в величинах общей продолжительности технологического процесса, энергетических и трудовых затрат. Кроме того, достоинством данного способа является отсутствие необходимости иметь готовые нано- и микроразмерные частички нужного металла.

2. Способ формирования покрытий для применения в катализе

Данная технология предназначена для получения оксидных носителей катализаторов определенного химического состава (TiO2, Al2O3, SiO2, ZrO2, ZrO2+CeOy и других), на металлических основах при изготовлении катализаторов или оксидных систем (NiO+CuO+Pt; CoO+MnxOx+Ag, Eu2O3+Pt и других), обладающих собственной каталитической активностью и перспективных для применения при каталитическом дожиге отработанных газов (автомобили, суда, электростанции и другое), в переработке органики, биомассы, при изготовлении металлических катализаторов сопряженных реакций и другое.
Технологии-аналоги (нанесение покрытий взрывом, традиционное электрохимическое окисление, напыление) позволяют наносить на металлы только ограниченную гамму оксидов, многостадийны или энергоемки и в этом проигрывают предлагаемой технологии.

Способ формирования гибридных оксидно-полимерных покрытий методом ПЭО в электролитах-эмульсиях

Наверх

Данная технология предназначена для одностадийного получения на металлах покрытий с антифрикционными свойствами предназначенных для применения в узлах трения технических устройств, для нанесения на посуду и придания ей антипригарных свойств; возможно получение защитных декоративных покрытий, наполненных порошковыми красками, покрытий защищающих от коррозионных разрушений.
Технологии-аналоги – различные способы нанесения полимеров на металлические изделия, в том числе трибологические, напылением, окунанием в растворы с последующим отжигом, в том числе методом ПЭО из электролитов с частичками политетрафторэтилена, стабилизированными ПАВ, - более сложны в техническом и технологическом исполнениях, многостадийны или энергоемки, либо имеют более низкую стабильность электролита.

Разработаны способы формирования светоотражающих покрытий. Светоотражение в видимой области спектра не хуже 85% от эталона MgO.
Разработан способ формирования покрытий с фосфатами цинка, свинца, серебра, обладающих биоцидной активностью и подавляющих поселение и развитие на поверхности бактериальных сообществ.
Разработан способ получения на титане и его сплавах покрытий состава ZrO2+CeOx+TiO2, предназначенных в качестве носителей каталитически активных соединений.