Структура и физико-механические свойства многопериодных вакуумно-дуговых покрытий на основе двухслойной системы TiNx/ZrNx

Автор(ы) О.В. Соболь1 , А.А. Андреев2, Т.В. Бочуля3, В.А. Столбовой2 , В.Ф. Горбань4 , А.В. Янчев3, А.А. Мейлехов1
Принадлежность

1 Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», ул. Kирпичова, 2, 61002 Харьков, Украина

2 Национальный научный центр Харьковский физико-технический институт, ул. Академическая 1, 61108 Харьков, Украина

3 Харьковский государственный университет питания и торговли, ул. Kлочковская, 333, 61051 Харьков, Украина

4 Институт проблем материаловедения НАН Украины, ул. Кржижановского 3, 03142 Киев-142, Украина

Е-mail sool@kpi.kharkov.ua
Выпуск Том 9, Год 2017, Номер 1
Даты Получено 23.12.2016, в отредактированной форме – 18.02.2017, опубликовано online – 20.02.2017
Ссылка О.В. Соболь, А.А. Андреев, Т.В. Бочуля и др. Ж. нано- электрон. физ. 9 № 1, 01032 (2017)
DOI 10.21272/jnep.9(1).01032
PACS Number(s) 64.75.St, 81.07.Bc, 62.25. – g, 61.05.cp, 61.82.Rx
Ключевые слова Многопериодное покрытие, число слоев, TiNx/ZrNx, субструктура (7) , микродеформация, размер кристаллитов, твердость, глубина внедрения, коэффициент трения.
Аннотация Проведены комплексные исследования методами структурного анализа (прецизионный XRD-метод и растровая электронная микроскопия) в сочетании с испытаниями на физико-механические характеристики (твердость, модуль упругости, сила трения и коэффициент трения). Такие комплексные исследования являются основой для оптимизации свойств многопериодных систем TiNx/ZrNx путем изменения их структурных состояний (структурная инженерия). Основными параметрами изменения были: число слоев (n) от 134 до 534 (при общей толщине покрытий около 10 мкм) и величина отрицательного потенциала смещения Ub. Выявлено формирование двухфазного (TiNx и ZrNx) состояния. На субструктурном уровне наиболее чувствительной к Ub является микродеформация. Рост микродеформации с увеличением числа ZrNx слоев (при наибольшем Ub  – 200 В) свидетельствует об определяющем вкладе облучения тяжелыми Zr ионами в образовании дефектов при формировании покрытия. Установлено, что при оптимальных технологических параметрах получения многопериодных нитридных покрытий TiNx/ZrNx их твердость находится в пределах 40-50 ГПа, что соответствует сверхтвердому состоянию. Выявлена зависимость глубины проникновения индентора при испытаниях в паре паре «алмаз- многопериодное покрытие TiNx/ZrNx» и коэффициента трения от соотношения Н/Е, которое характеризует упругость материала.

Список литературы