Немаловажное значение среди других свойств покрытий занимает их пористость, которая образуется при горении микродуговых разрядов (МДР). Она включает в себя сквозную и замкнутую (тупиковую часть открытой пористости). Причем последняя образуется в результате термолиза компонентов электролита и оплавления МДР их продуктов (например, SiO2), в результате чего происходит частичное заполнение существующих сквозных пор. После перехода МДР в другое место пора, в которой он функционировал, превращается в канал с кратероподобным оплавленным устьем на внешней стороне покрытия (рис. 1) [1].
На пористость покрытий существенное влияние оказывают плотность тока, а также состав и температура электролита [2–4]. При температуре электролита 10–20 °С сформированный упрочненный слой имеет минимальную пористость, а при ее увеличении до 50–60 °С пористость существенно возрастает, главным образом за счет растворения электролитом слабых мест в покрытии, в основном в зонах замкнутых пор [1, 3]. Для химически инертных покрытий, сформированных МДО, основным показателем их коррозионной стойкости и жаростойкости будет именно сквозная пористость. В связи с этим для использования данных покрытий в качестве защитных от воздействия агрессивных сред остро встает вопрос их получения с минимально возможной сквозной пористостью при изготовлении и ремонте изделий различных отраслей машиностроения.
Для проведения исследований использовали сканирующий зондовый микроскоп Solver Next фирмы NT-MDT (рис. 2). Микроскоп позволяет проводить исследование топографии поверхности в режиме атомно-силовой микроскопии. Для работы с микроскопом используется программа Nova P9 фирмы NT-MDT. Исследования проводились в научно-исследовательском центре по нанотехнологиям и наноматериалам в АПК ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии.
Зондовый датчик, применяемый в микроскопе при атомно-силовой микроскопии, состоит из металлического чипа, закрепляемого в измерительной головке, кремниевого кантилевера и расположенного на нем кремниевого зонда (рис. 3). Отклонения кантилевера, возникающие за счет взаимодействия зонда с веществом, регистрируются лазерной системой, для чего он имеет зеркальное покрытие. Отклонения лазерного луча регистрируются диодом, сигнал которого за счет обратной связи приводит к деформации пьезоэлементов. В микроскопе Solver Next зонд является неподвижным, а подвод и сканирование производятся пьезоэлементом, который перемещает образец. Исследования можно проводить контактным и полуконтактным методами.