Структура і фізико-механічні властивості многоперіодной вакуумно-дугових покриттів на основі двошарової системи TiNx/ZrNx

Автори О.В. Соболь1 , А.А. Андрєєв2 , Т.В. Бочуля3, В.А. Столбовий2 , В.Ф. Горбань4 , А.В. Янчев3, А.О. Мейлехов1
Приналежність

1 Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Kирпичова, 2, 61002 Харків, Україна

2 Національний науковий центр Харківський фізико-технічний інститут, вул. Академічна, 1, 61108 Харків, Україна

3 Харківський державний університет харчування та торгівлі, вул. Kлочківська, 333, 61051 Харків, Україна

4 Інститут проблем матеріалознавства НАН України, вул. Кржижановського 3, 03142 Київ-142, Україна

Е-mail sool@kpi.kharkov.ua
Випуск Том 9, Рік 2017, Номер 1
Дати Одержано 23.12.2016, у відредагованій формі - 18.02.2017, опубліковано online - 20.02.2017
Посилання О.В. Соболь, А.А. Андрєєв, Т.В. Бочуля та ін. Ж. нано- та електрон. фіз. Т. 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
Ключові слова Багатошарове покриття (4) , Число шарів, TiNx/ZrNx, Субструктура (7) , Мікродеформація (5) , Розмір кристалітів (6) , Твердість (63) , Глибина впровадження, Коефіцієнт тертя (7) .
Анотація Проведені комплексні дослідження методами структурного аналізу (прецизійний XRD-метод і растрова електронна мікроскопія) в поєднанні з випробуваннями на фізико-механічні властивості (твердість, модуль пружності, сила тертя і коефіцієнт тертя). Такі комплексні дослідження є основою для оптимізації властивостей многоперіодной систем TiNx/ZrNx шляхом зміни їх структурних станів (структурна інженерія). Основними параметрами зміни були: число шарів (n) від 134 до 534 (при загальній товщині покриттів близько 10 мкм) і величина негативного потенціалу зсуву Ub. Виявлено формування двофазного (TiNx і ZrNx) стану. На субструктурного рівні найбільш чутливою до Ub є мікродеформацій. Зростання мікродеформації зі збільшенням числа ZrNx шарів (при найбільшому Ub  – 200 В) свідчить про визначальний внесок опромінення важкими Zr іонами в утворення дефектів при формуванні покриття. Встановлено, що при оптимальних технологічних параметрах отримання многоперіодной нітридних покриттів TiNx/ZrNx їх твердість знаходиться в межах 40-50 ГПа, що відповідає надтвердому стану. Виявлено залежність глибини проникнення індентора при випробуваннях в парі «алмаз - багатошарове покриття TiNx/ZrNШx» і коефіцієнта тертя від співвідношення Н/Е, яке характеризує пружність матеріалу.

Перелік посилань