магнитного нагружения продолжительностью от 25 до 30 мс и тепло-
вых упругих деформаций. При этом для предотвращения прохождения
электрического тока между НКПС и защитным модулем бланкета не-
обходимо использовать электроизоляционные керамические покрытия
в условиях циклического изменения температур от 20 до 250
◦
С про-
должительностью 1800 с в паре со сплавом Инконель718 и сталью
316L(N).
В течение всего срока эксплуатации ИТЭР поверхности деталей
НКПС с нанесенными электроизоляционными покрытиями будут под-
вержены абразивному изнашиванию в паре со сплавом Инконель 718 и
сталью 316L(N). Путь трения за весь цикл работы реактора может ва-
рьироваться от нескольких до десятков метров. Микроперемещения,
а также полное скольжение между трущимися деталями (керамика–
металл) при превышении некоторого значения тангенциальной силы
могут вызвать разрушение поверхностного слоя в местах реально-
го контакта, что приведет к снижению электроизоляционных свойств
покрытий (рост трещин, сколы, уменьшение толщины электроизоля-
ционного покрытия).
В элементах конструкций бланкета ИТЭР покрытия должны со-
хранять электроизоляционные свойства (удельное объемное электро-
сопротивление не менее
ρ
= 1
,
0
∙
10
7
Ом
∙
см, напряжение электриче-
ского пробоя не менее
U
= 50
В) при скольжении без смазывания в
паре со сплавом Инконель 718 и сталью 316L(N) в вакууме 10
−
7
Па.
При этом наибольшее опасение вызывают импульсные касательные
механические нагрузки, возникающие в процессе электромагнитных
импульсов во время работы реактора. Эти нагрузки могут привести к
сдвигу покрытия относительно основы при условии
F
тр
≥
F
ад
(
F
тр
—
сила трения,
F
ад
— адгезионная прочность покрытия). Из этого сле-
дует актуальность снижения коэффициента трения между трущимися
деталями и увеличения адгезионной прочности между покрытием и
основой.
Анализ литературных источников [1, 2] показал, что коэффициент
трения
μ
для пары Al
2
O
3
–Инконель 718 при контактном нормальном
давлении 2,67. . . 49МПа варьируется от 0,51 до 0,72. При этом значе-
ние
μ
на 20% меньше на воздухе, чем в вакууме.
Определяющими факторами при испытании плазменных покры-
тий на износ являются их механические свойства и структура. Нали-
чие микропор на границе напыленных частиц и низкая когезионная
прочность снижают трибологические свойства [3].
Применение электроизоляционных покрытий на основе Al
2
O
3
в
реакторе типа Токамак показало их работоспособность в условиях,
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2013. № 3 103
