Использование смеси газов (C2H2+N2) для получения высокотвердых карбонитридных покрытий на основе молибдена

Автор(ы) В.М. Береснев1 , О.В. Соболь2 , А.Д. Погребняк3 , С.В. Литовченко1 , А.А. Мейлехов2 , У.С. Немченко1 , В.А. Столбовой4 , Н.С. Евтушенко1, Д.А. Колесников5, М.Г. Ковалева5, Б. A. Мазилин1, Л.В. Маликов6, З.Н. Проценко7, И.В. Дощечкина8
Принадлежность

1 Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина, пл. Свободы 4, 61000 Харьков, Украина

2 Национальный технический университет «Харьковский Политехнический Институт», ул. Кирпичова 21, 61000 Харьков, Украина

3 Сумский государственный университет, ул. Римского-Корсакова, 2, 40007 Сумы, Украина

4 Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт», ул. Академичная, 1, 61108 Харьков, Украина

5 Белгородский национальный исследовательский университет, ул. Победы, 85, 308015, Белгород, Россия

6 Научный центр физики и технологий МОН и НАН Украины, пл. Свободы, 6, 61022 Харьков, Украина

7 Сумский государственный педагогический университет им. А.С. Макаренко, ул. Роменская, 87, 40001 Сумы, Украина

8 Харьковский национальный автодорожный университет, ул. Я. Мудрого, 25, 61200 Харьков, Украина

Е-mail
Выпуск Том 9, Год 2017, Номер 5
Даты Получено 12.07.2017; в отредактированной форме – 13.09.2017; опубликовано online 16.10.2017
Ссылка В.М. Береснев, О.В. Соболь, А.Д. Погребняк, Ж. нано- электрон. физ. 9 № 5, 05043 (2017)
DOI 10.21272/jnep.9(5).05043
PACS Number(s) 52.77.Dq, 81.07.Bc, 61.82.Rx
Ключевые слова Газовая смесь, Вакуумно-дуговое испарение, Элементный состав, Давление, Фазовый состав, Структура (158) , Нанокристаллиты, Сверхтвердое состояние, Скретч-тестирование.
Аннотация Изучено влияние рабочего давления и соотношение компонент смеси газов (C2H2+N2) на элементный и фазовый составы, структуру и физико-механические характеристики формируемых вакуумно-дуговых покрытий на основе вольфрама. Показано, что для высокотемпературного применения, нитриды менее предпочтительны по сравнению с карбидами. В температурном интервале осаждения 400-550 °С в результате плазмо-химических реакций при составе газовой атмосферы 80% C2H2+20% N2 максимальное содержание атомов азота в покрытии не превышает 1,5 ат.%. Для состава 40% C2H2+60% N2 максимальное соотношение N/C (в ат.%) повышается до 10,5 % при максимальном давлении 310 – 3 Торр. Относительное содержание атомов азота увеличивается с повышением давления смеси. Плазменно-химические реакции при осаждении в смеси газов приводят к формированию фаз с нанометровым размером кристаллитов и фазовым составом на основе -MoC (80% C2H2+20% N2) и фаз -MoC и -Mo2N (при меньшем содержании C2H2 (40% C2H2+60% N2) в газовой смеси. Установлено, что определяющим фактором повышения твердости является рабочее давление смеси газов при осаждении. При наибольшем давлении 310 – 3 Торр, когда формируется текстура [100] нанокристаллитов карбида молибдена (-MoC) достигается сверхтвердое состояние с твердостью 50,5 ГПа.

Список литературы

English version of article