ИССЛЕДОВАНИЕ СТУКТУРНЫХ СВОЙСТВ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ, МНОГОСЛОЕВЫХ, ТВЕРДЫХ НАНОКОМПОЗИТНЫХ ПОКРЫТИЙ

Работа посвящена анализу и обобщению результатов исследований физико-механических свойств нитридных и карбидных многослойных систем на основе (TiZrNbTa)N в зависимости от методов нанесения и термической обработки. Повышение прочности конструкции без увеличения массы изделия и обеспечение специфических свойств поверхности, таких как высокая износостойкость, оптимальные трибологические характеристики, жаростойкость и коррозионная стойкость имеют решающее значение на сегодняшний день. Рассмотрено влияние введения чрезвычайно высоких доз ионов N+ (10¹⁸ см^-2) в наноструктурированные покрытия (TiZrNbTa)N нанесенных методом вакуумно-дугового напыления. Исследовано изменение твердости твердость покрытий, достигнута величина твердости 23 ГПа на глубинах ≥ 200 нм. Исследовано нанесение тонкого слоя, направленного на устранение капельных фракций, образующихся при катодной эрозии при вакуумно-дуговом напылении, привело к снижению микротвердости имплантированных образцов. Изучено повышение давления в камере осаждения до 3×10^–3 Торр существенно повысило концентрацию азота в составе покрытия при одновременном уменьшении количества таких металлических компонентов, как Ti, Nb и V. Предварительные испытания на приборе для испытания на царапины подтвердили, что полученные покрытия продемонстрировали улучшение индекса пластичности H/E ≥ 0,1, что указывает на исключительную износостойкость.

1. Peculiarities of Structure State and Mechanical Characteristics in ion-Plasma Condensates of Quasibinary System Borides W2B5-TiB2 / О.V. Sobol, O.N. Grigorjev, Yu.A. Kunitsky et al // Science of Sintering. – 2006. – V. 38. – P. 63-72.

2. Соболь О.В. Концентрационно-структурное упорядочение в нано-кристаллических ионноплазменных конденсатах (W,Ti)C твердого раствора / О.В. Соболь // ФИП. – 2007. – Т. 5, № 1. – С. 69 -74.

3. Соболь О.В. Процесс наноструктурного упорядочения в конденсатах системы W-Ti-B / О.В. Соболь // ФTT. – 2007. – Т. 49, Вып. 6. – С. 1104-1110.

4. Sobol O.V. Study of concentration and structural ordering in nanocrystal-line ion-plasma condensates of (W, Ti)C solid solution / O.V. Sobol // Functional Materials. – 2007. – Vol.14, № 3. – P. 392-397.

5. Соболь О.В. Особенности фазового состава, структуры, напряженного состояния и механических характеристик конденсатов боридной системы W-Ti-B, полученных триодным распылением / О.В. Соболь, С.Н. Дуб, О.Н. Григорьев и др.// Сверхтвердые материалы. – 2005. – № 5. – С. 38-47.

6. Haines J. Synthesis and design of superhard materials / J. Haines, J.M. Leger, G. Bocquillon // Annu. Rev. Mater. Res. – 2001. – V. 31. – P. 1-23.

7. Mayrhofer P.H. Ab iuito calculated binodal and spinodal of cubic Ti1-xAlxN / P.H. Mayrhofer, D. Music, J.M. Schneider // Appl. Phys. Letter. – 2006. – V.88. – P. 071922.

8. Zhang R.F. Veprek S. Metastable phases and spinodal decomposition in Ti1-xAlxN system studied by ab initio and thermodynamic modeling, a comparison with the TiN–Si3N4 system / R.F. Zhang, S. Veprek // Mater. Sci. Eng., A. – 2007. – V.448. – P.111-119.

9. Microstructure, physical and chemical properties of nanostructured (Ti-Hf-Zr-V-Nb)N coatings under different deposition conditions / A.D. Pogrebnjak, I.V. Yakushchenko, A.A. Bagdasaryan et al // Mater. Chem. Phys. 2014. – Vol. 147, № 3. – P. 1079-1091.

10. Sobol O.V. Influence of Ion Implantation on the Structural and Stressed State and Mechanical Properties of Nitrides of High-entropy (TiZrAlYNb)N and (TiZrHfVNbTa)N Alloys / O.V. Sobol, I.V. Yakushchenko // J. Nano- Electron. Phys. – 2015. – Vol.7, № 3. – P. 03044-1 - 03044-6.

11. Pogrebnjak A.D. The structure and properties of high-entropy alloys and nitride coatings based on them / A.D. Pogrebnjak, A.A. Bagdasaryan, I.V. Yakushchenko, V.M. Beresnev // Rus. Chem. Rev. – 2014. – Vol.83, № 11. – P. 1027-1061.