Для получения эффективных композиционных покрытий на основе никель-фосфорных покрытий используют, в частности, дисперсные материалы в виде простых оксидов состава Me₂O₃ (Me – Al, Cr) со структурой типа корунда (пр. гр. R 3c (z = 3)) или ультрадисперсные металлические порошки: Me – Cr, Mo, W, V, Ta с кубической структурой типа вольфрама (пр. гр. Im3m (z = 2)), Me – Ti, Zr с гексагональной структурой типа магния (пр. гр. P63/mmc (z = 2)). и твердый смазочный материал, в частности фторопласт, который существенно улучшает антифрикционные свойства любого покрытия.

В структуре типа корунда (αAl₂O₃) катионы Al³⁺ занимают октаэдрические позиции в гексагональной плотнейшей упаковке анионов. Вдоль направления [001] гексагональной ячейки пары AlO₆–октаэдров объединены в октаэдрические димеры через общие грани и укороченные расстояния типа за счет связей преимущественно ковалентного характера. Соединения структурного типа корунда относятся к октаэдрическим структурам, основанным на частичном заполнении (2/3) октаэдрических пустот в ГПУ и принадлежат к следующему ряду структурных типов: Mg (P63/mmc(z = 2)) → FeCl₃ (P3₁12(z = 6)) → TiO₂ (P4₂/mna(z = 2)) → αAl₂O₃ (R 3c(z = 3)) → NiAs (P6₃/mmc(z = 2)).

Результаты моделирования фазово-разупорядоченного состояния некоторых покрытий [2, 3] и свойств их поверхности при трении с поверхностью стали марки Ст45, полученные в соответствии с [1], приведены в таблице. Свойства рассчитаны по формуле P = aP_тв + (1 – α) P_см + δ_P (P_тв – P_см) при идентичных условиях (α – объемная доля фаз твердой компоненты покрытия). Учет эффекта синергизма в виде δ_Р = 4(1 – α) α² [1 – k (1 – k_н)] проводили с использованием усредненных для композиционных Ni-P-покрытий значений размерного параметра k = 0,5 и параметра наноструктурности k_н = 0,05 [1, 4, 5].

Отметим, что при анализе эффекта синергизма для электролитических композиционных Ni-B-покрытий аналогичный параметр k_н принимает значения в интервале от 0,05 до 0,15 [6–13]. Рассчитанные величины трибологических свойств для некоторых композиционных покрытий системы Ni – Me₂O₃ – Me– P– фторопласт, приведенные в таблице, согласуются с полученными ранее экспериментальными данными [14– 1].

Общая характеристика возможного фазово-разупорядоченного состояния в композиционных покрытиях систем Ni – Me₂O₃ – Me – P [2, 3, 22]:

Me₂O₃ (корунд - пр. гр. R`3c (z = 3), Ме - Al, Cr, Fe, Co, Rh, Ga; M^II_0,5Ti_0,5, M^II_0,5V_0,5, где M^II - Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Cd), Me Me_5/3_1/3O₄ или NiMe₂O₄ (дефектная gMe₂O₃ или нормальная шпинель - пр. гр. Fd3m (z = 8),

Me - Al, Fe, Cr), Me (структурный тип Mg - пр. гр. P6₃/mmc (z = 2), Me - Al, Cr, Mo, W, V, Ta),

фосфиды MeP (сфалерит - пр. гр. F`43m (z = 4), Me - Al, Ga, In),

интерметаллиды в системах Ni-Me (Ме - Al, Fe, V, Ga, Cr, Ti; в частности, Ni₃Al - пр. гр. Pm3m (z = 2), NiAl - пр. гр. Pm3m (z = 4), Al₃Ni₂ - пр. гр. P`3m1 (z = 1), Al₃Ni - пр. гр. Pnma (z = 4)).

Фазовый состав и свойства некоторых композиционных покрытий системы Ni – Me2O3 – Me– P– фторопласт

Таким образом, в системах Ni – Me2O3 – Me – P– фторопласт возможно образование фаз, дополняющих состав твердой и смазочной компонент композиционных Ni – P – покрытий. Возможно также формирование определенных интерметаллических фаз, которые могут обусловить адгезию покрытия к защищаемой основе. Синергическая модель определения трибологических свойств композиционных покрытий может быть использована для целенаправленного поиска новых эффективных модификаторов поверхности трения [23–25].