Особенности структуры и свойств твердых Ti-Al-N и сверхтвердых Ti-Si-N нанокомпозитных покрытий, осажденных PVD в ВЧ разряде
Вантажиться...
Дата
2008
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
Анотація
Впервые с помощью различных методов (Резерфордовского обратного рассеяния ионов
(RBS), сканирующей туннельной микроскопии (STM), растровой электронной микроскопии
с микроанализом (SEM c EDS), дифракции рентгеновских лучей (XRD) включая скользящий
пучок, измерения нанотвердости (Н), модуля упругости (Е)) проведены исследования нанокомпозитных покрытий на основе Ti-Al-N и Ti-Si-N, конденсированные в вакууме, ионноплазменным осаждением с ВЧ разрядом. Обнаружено то, что модуль упругости Е уменьшается от 420 ГПа до 323 ГПа при увеличении глубины вдавливания наноиндентора, а твердость Н изменяется с увеличением через максимум от 32,3 до 38,3 ГПа с последующим понижением до 30,3 ГПа, в случае твердого покрытия Ti-Al-N. В тоже время, зависимость
твердости от нагрузки сверхтвердого покрытия Ti-Si-N уменьшается до 38,4 ГПа с увеличением глубины проникновения индентора, при уменьшении среднего значения модуля упругости от 447,5 до 363±17 ГПа. Строение нанокомпозитных твердых и сверхтвердых покрытий имеет свои особенности и зависит от состояния подложки, условий конденсации, состава фаз и размера их зерен.
За допомогою різних методів (Резерфордівського зворотного розсіяння іонів (RBS), скануючої тунельної мікроскопії (STM), растрової
електронної мікроскопії з мікроаналізом (SEM
з EDS), дифракцію рентгенівських променів
(XRD) включаючи ковзаючий пучок, вимірювання нанотвердості (Н), модуля пружності
(Е)) досліджені нанокомпозитні покриття на
основі Ti-Al-N і Ti-Si-N конденсовані у вакуумі, іонно-плазмовим осадженням з ВЧ розрядом. Виявлено, що модуль пружності Е зменшується від 420 ГПа до 323 ГПа при збільшенні глибини втискування наноіндентора, а твердість Н змінюється із збільшенням через максимум від 32,3 до 38,3 ГПа з подальшим пониженням до 30,3 ГПа, у разі твердого покриття Ti-Al-N. Разом з тим, залежність твердості
від навантаження надтвердого покриття
Ti-Si-N зменшується до 38,4 ГПа зі збільшенням глибини проникнення індентора, при зменшенні середнього значення модуля пружності
від 447,5 до 363 ± 17 ГПа. Будова нанокомпозитних твердих і надтвердих покриттів має
свої особливості і залежить від стану підкладки, умов конденсації, складу фаз та їх розміру
зерен.
For the first time, using the Rutherford Back-Scattering of Ions (RBS), scanning tunneling microscopy
(STM), scanning electron microscopy
with microanalysis (SEM with EDS), a diffraction
of X-rays (XRD) including a sliding beam techniques,
measurements of nanohardness (H), an
elastic modulus (E) and values of elastic recreation
(We), material resistance to a plastic deformation
and a plasticity index, nanocomposite
coatings on Ti-Al-N and Ti-Si-N basis, which
were condensed in a vacuum using an ion-plasma
deposition with the HF discharge were investigated.
We found that the elastic modulus E decreased
from 420 GPa to 323 with increasing indentation
depth, the hardness H changed from
32.3 to 38.3 GPa first growing through its maximum
and subsequently decreasing to 30.3 GPa for
a hard coating Ti-Al-N. At the same time, hardness
dependence on a load for a superhard
Ti-Si-N coating decreased to 38.4 with increasing
indentation depth under decreasing average value
of the elastic modulus from 447.5 to 363 ±
17 GPa. A construction of nanocomposite hard
and superhard coatings has its features and depends
on a state of a substrate, conditions of a
condensation, phase composition and grain dimensions.
Опис
Ключові слова
физическая инженерия поверхности, нанокомпозитные покрытия, ионноплазменное осаждение, ВЧ разряд
Бібліографічний опис
Погребняк А.Д. Особенности структуры и свойств твердых Ti-Al-N и сверхтвердых Ti-Si-N нанокомпозитных покрытий, осажденных PVD в ВЧ разряде / А.Д. Погребняк, В.М. Береснев, М.В. Ильяшенко, С.И. Проценко, С.Н. Дуб, П.В. Турбин, Г.В. Кирик, А.П. Шипиленко, М.К. Кылышканов, В.И. Грищенко // Фізична інженерія поверхні. – 2008. – Том 6, № 3-4. – С. 221 – 227