Вплив екрануючого потенціалу на процес формування наноструктурованих нітридних покриттів системи MoN/CrN

Методом вакуумно-дугового осадження синтезовано багатошарові нітридні покриття MoN/CrN за двох різних потенціалів зміщення підкладки, а саме U_зс = – 100 В та U_зс = – 200 В. Покриття осаджували за робочого тиску азоту P_N = 0,53 Па. Систематично досліджено структурні та механічні властивості отриманих покриттів, особливу увагу приділено мікротвердості та термічній стабільності. Дослідження показало, що збільшення потенціалу зміщення від – 100 В до – 200 В призвело до значного підвищення твердості покриттів. Зокрема, покриття, осаджені при U_зс = – 200 В, продемонстрували на 23,5 % вищу твердість порівняно з покриттями, отриманими при U_зс = – 100 В, що вказує на покращене ущільнення і, можливо, більш тонкі мікроструктурні особливості, індуковані бомбардуванням іонами з вищою енергією. Виміряні значення мікротвердості (HV0,05) осаджених покриттів становили 25,6 ГПа для U_зс = – 100 В і 28,8 ГПа для U_зс = – 200 В. Дані значення підтверджують позитивний вплив більшого негативного зміщення підкладки на механічні характеристики багатошарової архітектури. Крім того, після осадження було проведено відпал при T = 700 °C для оцінки термічної стабільності та можливих фазових перетворень. Важливо, що відпал не призвів до збільшення твердості; навпаки, спостерігалося незначне зменшення середньої мікротвердості для покриття, осадженого при U_зс = – 100 В, причому значення зменшилося до 24,3 ГПа. Однак для покриття, отриманого при U_зс = – 200 В, відпал призвів до незначного збільшення твердості до 30,8 ГПа, що свідчить про підвищену термічну стабільність і стійкість до розм'якшення. Отримані результати підкреслюють важливість параметрів осадження для налаштування характеристик багатошарових нітридних покриттів для високотемпературних і зносостійких застосувань.