Структура и физико-механические свойства многоэлементных покрытий (Ti-Zr-Cr-Nb)N, полученных вакуумно-дуговым осаждением
Ключевые слова:
покрытия, вакуумно-дуговое осаждение, нитрид, твердость, износ, микроструктураАннотация
Исследованные многокомпонентные нитридные покрытия (Ti-Zr-Cr-Nb)N в данной работе были получены с использованием хорошо развитого метода вакуумно-дугового осаждения. Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что химический состав, микроструктура и физико-механические свойства покрытий тесно опирается на параметры осаждения (давление рабочего газа и потенциала смещения на подложке). Микроструктура и физико-механические свойства (Ti-Zr-Cr-Nb)N покрытий были исследованы с помощью сканирующего электронного микроскопа (РЭМ), оснащенный приставкой энергодисперсионного микроанализа и рентгеноструктурного анализа (РСА). Толщина покрытий достигла 6,8 мкм, а значения твердости, обусловливающей напряжения, превышающие когезионную прочность покрытия, составило - H=43,7 ГПа. Были изучены механические и фрикционные свойства многоэлементных покрытий. Фазовый анализ нитридных покрытий (Zr-Ti-Cr-Nb) N указывает на наличие фаз TiN, NbTiN2, ZrTiNb, ZrNb, TiCr и α-Ti. Полученные экспериментальные результаты по изучению (Ti-Zr-Cr-Nb)N покрытия представляются перспективными и могут быть применены в качестве защитных и износостойких покрытий для режущих инструментов и конструкционных материалов.
Библиографические ссылки
2. Musil J. Hard and superhard nanocomposite coatings // Surf. Coat. Tehnol. - 2000. - Vol. 125. - P. 322-330.
3. Андриевский Р.А. Сверхтвердые наноструктурные материалы на основе тугоплавких соединений // Ж. функц. матер. - 2007. - T.1, № 4. - C. 129-133.
4. Азаренков Н.А., Береснев В.М., Погребняк А.Д. и др. Наноматериалы, нанопокрытия, нанотехнологии: учебн. пособие // Харьков. - 2009. ХНУ им. В.Н. Каразина, - 209 с.
5. Погребняк А.Д., Шпак А.П., Азаренков Н.А., Береснев В.М. Структура и свойства твердых и сверхтвердых нанокомпозитных покрытий // УФН. - 2009. - Т. 179, № 1. - С. 35-64.
6. Beresnev V. M., Sobol’O. V., Pogrebnjak A. D. et al. Thermal stability of the phase com-position, structure, and stressed state of ion-plasma condensates in the Zr-Ti-Si-N sys-tem // Techn. Phys. - 2010. – Vol. 55, N 6. - P. 871-873.
7. Андреев А.А., Саблев В.П., Шулаев В.М., Григорьев С.Н. Вакуумно-дуговые устройства и покрытия // Харьков: ННЦ “ХФТИ”. - 2005. - 236 с.
8. Береснев В.М., Толок В.Т., Швец О.М. и др. Микро-нанослойные покрытия сформированные методом вакуумно-дугового осаждения с использованием ВЧ – разряда // ФИП. - 2006. - Т. 4, № 1-2. - С. 93-97.
9. Plotnikov S.V., Pogrebnjak A.D., Yeskermessov D.K. Study of nanostructured (Ti-Zr-Nb)N coatings’ physical-mechanical poperties obtained by vacuum arc evaporation // RTEP2015 / IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. - 2015. - P.1-6.
10. Maksakova O.V., Grankin S.S., Bondar O.V., Kravchenko Ya.O., Yeskermesov D.K., Prokopenko A.V., Erdybaeva N.K., Zhollybekov B. Nanostructured (Ti-Zr-Nb)N coatings obtained by vacuum-arc deposition method: structure and properties // Journal of Nano- and Electronic Physics. - 2015. - Vol. 7, No 4, - P. 1-7.
11. Yeskermessov D.K., Plotnikov S.V., Yerdybaeva N.K. Structure and properties of multi component (Ti-Zr-Cr-Nb)N coatings obtained by vacuum-arc deposition // Tribologia. - 2016 – P. 205-218.
References
1. A. Kovaleiro and D. de Hossona, “Nanostrukturnye pokrytia”, (Tehnosfera, Moscow, 2011. 792 p.) (in russ.).
2. J. Musil, Surf. Coat. Tehnol., 125, 322-330, (2000).
3. R.A. Andrievskii, J. funkci. mater., 1(4), 129-133, (2007). (in russ.).
4. N.A. Azarenkov, V.M. Beresnev, A.D. Pogrebnjak i dr. “Nanomaterialy, nanopokrytia, nanotehnologii: ucheb. posobie”, (Harkov. HNU im. V.N. Karazina, 2009, 209 p.). (in russ.).
5. A.D. Pogrebnjak, A.P. Shpak, N.A. Azarenkov, V.M. Beresnev, UFN, 179 (1), 35-64, (2009). (in russ.).
6. V.M. Beresnev, O.V. Sobol, A.D.Pogrebnjak et al., Techn. Phys., 55(6), 871-873, (2010).
7. A.A. Andreev, V.P. Sablev, V.M. Shulaev, S.N. Grigorev, “Vakuumno-dugovye ustroistva i pokrytia”, (Harkov: NNC “HFTI”, 2005). (in russ.).
8. V.M. Beresnev, V.T. Tolok, O.M. Shvec i dr., FIP, 4(1-2), 93-97, (2006). (in russ.).
9. S.V. Plotnikov, A.D. Pogrebnjak, D.K. Yeskermessov, RTEP2015, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 1-6, (2015). doi:10.1088/1757-899X/110/1/012031.
10. O.V. Maksakova, S.S. Grankin, O.V. Bondar, Ya.O. Kravchenko, D.K. Yeskermesov, A.V. Prokopenko, N.K. Erdybaeva, B. Zhollybekov, Journal of Nano- and Electronic Physics, 7(4), 1-7, (2015).
11. D.K. Yeskermessov, S.V. Plotnikov, N.K. Yerdybaeva, Tribologia, 205-218, (2016).
