Structure and mechanical properties of nitride multilayer systems on the basis of high entropy alloys and transition metals of group VI
The influence of technological parameters of obtaining on the possibilities of structural engineering and mechanical properties of multi-layer compositions of the layers of nitrides of high entropy alloy Ti-Zr-Nb-Ta-Hf and of transition metal (Group IV) nitrides has been analysed. It is shown that w...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Datum: | 2016 |
| Hauptverfasser: | , , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2016
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/111747 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Structure and mechanical properties of nitride multilayer systems on the basis of high entropy alloys and transition metals of group VI / U.S. Nyemchenko, V.M. Beresnev, O.V. Sobol, S.V. Lytovchenko, V.A. Stolbovoy, V.Ju. Novikov, А.А. Meylekhov, А.А. Postelnyk, M.G. Kovaleva // Вопросы атомной науки и техники. — 2016. — № 1. — С. 112-120. — Бібліогр.: 30 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-111747 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Nyemchenko, U.S. Beresnev, V.M. Sobol, O.V. Lytovchenko, S.V. Stolbovoy, V.A. Novikov, V.Ju. Meylekhov, А.А. Postelnyk, А.А. Kovaleva, M.G. 2017-01-14T09:53:37Z 2017-01-14T09:53:37Z 2016 Structure and mechanical properties of nitride multilayer systems on the basis of high entropy alloys and transition metals of group VI / U.S. Nyemchenko, V.M. Beresnev, O.V. Sobol, S.V. Lytovchenko, V.A. Stolbovoy, V.Ju. Novikov, А.А. Meylekhov, А.А. Postelnyk, M.G. Kovaleva // Вопросы атомной науки и техники. — 2016. — № 1. — С. 112-120. — Бібліогр.: 30 назв. — англ. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/111747 669.295.539.121 The influence of technological parameters of obtaining on the possibilities of structural engineering and mechanical properties of multi-layer compositions of the layers of nitrides of high entropy alloy Ti-Zr-Nb-Ta-Hf and of transition metal (Group IV) nitrides has been analysed. It is shown that with the bias potential Ub lesser than -150 V was applied to the substrate during deposition, a two-phase state with the preferred orientation of the crystallites can be reached in multilayer coatings with the thickness of the layers of 50 nm. This leads to high hardness (up to 44 GPa) and to high adhesion strength (critical load up to 125 N) as well as to low wear (with a counterbody Al₂O₃, and with steel Ac100Cr6). High-temperature annealing (700 °C) of such coatings leads to enhanced texture as a result of atomic ordering, which is accompanied by increasing of hardness up to 59 GPa. The supply of bias potential exceeding 150 V, followed by a substantial mixing at the interphase boundary results in disorientation and improves dispersion of the crystallites, reduces hardness and wear resistance. High temperature annealing of such structures leads to reduction of their mechanical properties. Проанализировано влияние технологических параметров получения на возможности структурной инженерии и механические свойства многослойных композиций из слоев нитридов высокоэнтропийных сплавов Ti-Zr-Nb-Ta-Hf и нитридов переходных металлов VI группы. Показано, что при потенциале смещения Us менее -150 В, подаваемом на подложку при осаждении, в многослойных покрытиях с толщиной слоев около 50 нм можно достичь двухфазного состояния с преимущественной ориентацией кристаллитов, что обуславливает высокую твердость (до 44 ГПа) и одновременно высокую адгезионную прочность (критическая нагрузка до 125 Н), а также низкий износ (как с контртелом Al₂O₃, так и со сталью Ac100Cr6). Высокотемпературный отжиг (700 °С) таких покрытий приводит к усилению текстуры в результате атомарного упорядочения, что сопровождается ростом твердости до 59 ГПа. Подача потенциала смещения, превышающего 150 В, сопровождается существенным перемешиванием на межфазной границе, что приводит к разориентации и повышению дисперсности кристаллитов, уменьшению твердости и износостойкости. Высокотемпературный отжиг таких структур приводит к снижению механических свойств. Проанализировано влияние технологических параметров получения на возможности структурной инженерии и механические свойства многослойных композиций из слоев нитридов высокоэнтропийных сплавов Ti-Zr-Nb-Ta-Hf и нитридов переходных металлов VI группы. Показано, что при потенциале смещения (Us) менее -150 В, подаваемом на подложку при осаждении, в многослойных покрытиях с толщиной слоев около 50 нм можно достичь двухфазного состояния с преимущественной ориентацией кристаллитов, что обусловливает высокую твердость (до 44 ГПа) и одновременно высокую адгезионную прочность (критическая нагрузка до 125 Н), а также низкий износ (как с контртелом Al₂O₃, так и со сталью Ac100Cr6). Высокотемпературный отжиг (700 °С) таких покрытий приводит к усилению текстуры в результате атомарного упорядочения, что сопровождается ростом твердости до 59 ГПа. Подача потенциала смещения, превышающего 150 В, сопровождается существенным перемешиванием на межфазной границе, что приводит к разориентации и повышению дисперсности кристаллитов, уменьшению твердости и износостойкости. Высокотемпературный отжиг таких структур приводит к снижению механических свойств. The study was conducted in the CCU, agreement No.14.594.21.0010 and unique works identifier RFMEFI62114X0005 (under the support of the Ministry of Education of Russia). The work was performed as part of comprehensive state-funded research 0113U001079, funded by the Ministry of Education and Science of Ukraine en Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Физика и технология конструкционных материалов Structure and mechanical properties of nitride multilayer systems on the basis of high entropy alloys and transition metals of group VI Структура і механічні властивості нітридних багатошарових систем на основі високоентропійних сплавів і перехідних металів VI групи Структура и механические свойства нитридных многослойных систем на основе высокоэнтропийных сплавов и переходных металлов VI группы Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Structure and mechanical properties of nitride multilayer systems on the basis of high entropy alloys and transition metals of group VI |
| spellingShingle |
Structure and mechanical properties of nitride multilayer systems on the basis of high entropy alloys and transition metals of group VI Nyemchenko, U.S. Beresnev, V.M. Sobol, O.V. Lytovchenko, S.V. Stolbovoy, V.A. Novikov, V.Ju. Meylekhov, А.А. Postelnyk, А.А. Kovaleva, M.G. Физика и технология конструкционных материалов |
| title_short |
Structure and mechanical properties of nitride multilayer systems on the basis of high entropy alloys and transition metals of group VI |
| title_full |
Structure and mechanical properties of nitride multilayer systems on the basis of high entropy alloys and transition metals of group VI |
| title_fullStr |
Structure and mechanical properties of nitride multilayer systems on the basis of high entropy alloys and transition metals of group VI |
| title_full_unstemmed |
Structure and mechanical properties of nitride multilayer systems on the basis of high entropy alloys and transition metals of group VI |
| title_sort |
structure and mechanical properties of nitride multilayer systems on the basis of high entropy alloys and transition metals of group vi |
| author |
Nyemchenko, U.S. Beresnev, V.M. Sobol, O.V. Lytovchenko, S.V. Stolbovoy, V.A. Novikov, V.Ju. Meylekhov, А.А. Postelnyk, А.А. Kovaleva, M.G. |
| author_facet |
Nyemchenko, U.S. Beresnev, V.M. Sobol, O.V. Lytovchenko, S.V. Stolbovoy, V.A. Novikov, V.Ju. Meylekhov, А.А. Postelnyk, А.А. Kovaleva, M.G. |
| topic |
Физика и технология конструкционных материалов |
| topic_facet |
Физика и технология конструкционных материалов |
| publishDate |
2016 |
| language |
English |
| container_title |
Вопросы атомной науки и техники |
| publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Структура і механічні властивості нітридних багатошарових систем на основі високоентропійних сплавів і перехідних металів VI групи Структура и механические свойства нитридных многослойных систем на основе высокоэнтропийных сплавов и переходных металлов VI группы |
| description |
The influence of technological parameters of obtaining on the possibilities of structural engineering and mechanical properties of multi-layer compositions of the layers of nitrides of high entropy alloy Ti-Zr-Nb-Ta-Hf and of transition metal (Group IV) nitrides has been analysed. It is shown that with the bias potential Ub lesser than -150 V was applied to the substrate during deposition, a two-phase state with the preferred orientation of the crystallites can be reached in multilayer coatings with the thickness of the layers of 50 nm. This leads to high hardness (up to 44 GPa) and to high adhesion strength (critical load up to 125 N) as well as to low wear (with a counterbody Al₂O₃, and with steel Ac100Cr6). High-temperature annealing (700 °C) of such coatings leads to enhanced texture as a result of atomic ordering, which is accompanied by increasing of hardness up to 59 GPa. The supply of bias potential exceeding 150 V, followed by a substantial mixing at the interphase boundary results in disorientation and improves dispersion of the crystallites, reduces hardness and wear resistance. High temperature annealing of such structures leads to reduction of their mechanical properties.
Проанализировано влияние технологических параметров получения на возможности структурной инженерии и механические свойства многослойных композиций из слоев нитридов высокоэнтропийных сплавов Ti-Zr-Nb-Ta-Hf и нитридов переходных металлов VI группы. Показано, что при потенциале смещения Us менее -150 В, подаваемом на подложку при осаждении, в многослойных покрытиях с толщиной слоев около 50 нм можно достичь двухфазного состояния с преимущественной ориентацией кристаллитов, что обуславливает высокую твердость (до 44 ГПа) и одновременно высокую адгезионную прочность (критическая нагрузка до 125 Н), а также низкий износ (как с контртелом Al₂O₃, так и со сталью Ac100Cr6). Высокотемпературный отжиг (700 °С) таких покрытий приводит к усилению текстуры в результате атомарного упорядочения, что сопровождается ростом твердости до 59 ГПа. Подача потенциала смещения, превышающего 150 В, сопровождается существенным перемешиванием на межфазной границе, что приводит к разориентации и повышению дисперсности кристаллитов, уменьшению твердости и износостойкости. Высокотемпературный отжиг таких структур приводит к снижению механических свойств.
Проанализировано влияние технологических параметров получения на возможности структурной инженерии и механические свойства многослойных композиций из слоев нитридов высокоэнтропийных сплавов Ti-Zr-Nb-Ta-Hf и нитридов переходных металлов VI группы. Показано, что при потенциале смещения (Us) менее -150 В, подаваемом на подложку при осаждении, в многослойных покрытиях с толщиной слоев около 50 нм можно достичь двухфазного состояния с преимущественной ориентацией кристаллитов, что обусловливает высокую твердость (до 44 ГПа) и одновременно высокую адгезионную прочность (критическая нагрузка до 125 Н), а также низкий износ (как с контртелом Al₂O₃, так и со сталью Ac100Cr6). Высокотемпературный отжиг (700 °С) таких покрытий приводит к усилению текстуры в результате атомарного упорядочения, что сопровождается ростом твердости до 59 ГПа. Подача потенциала смещения, превышающего 150 В, сопровождается существенным перемешиванием на межфазной границе, что приводит к разориентации и повышению дисперсности кристаллитов, уменьшению твердости и износостойкости. Высокотемпературный отжиг таких структур приводит к снижению механических свойств.
|
| issn |
1562-6016 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/111747 |
| citation_txt |
Structure and mechanical properties of nitride multilayer systems on the basis of high entropy alloys and transition metals of group VI / U.S. Nyemchenko, V.M. Beresnev, O.V. Sobol, S.V. Lytovchenko, V.A. Stolbovoy, V.Ju. Novikov, А.А. Meylekhov, А.А. Postelnyk, M.G. Kovaleva // Вопросы атомной науки и техники. — 2016. — № 1. — С. 112-120. — Бібліогр.: 30 назв. — англ. |
| work_keys_str_mv |
AT nyemchenkous structureandmechanicalpropertiesofnitridemultilayersystemsonthebasisofhighentropyalloysandtransitionmetalsofgroupvi AT beresnevvm structureandmechanicalpropertiesofnitridemultilayersystemsonthebasisofhighentropyalloysandtransitionmetalsofgroupvi AT sobolov structureandmechanicalpropertiesofnitridemultilayersystemsonthebasisofhighentropyalloysandtransitionmetalsofgroupvi AT lytovchenkosv structureandmechanicalpropertiesofnitridemultilayersystemsonthebasisofhighentropyalloysandtransitionmetalsofgroupvi AT stolbovoyva structureandmechanicalpropertiesofnitridemultilayersystemsonthebasisofhighentropyalloysandtransitionmetalsofgroupvi AT novikovvju structureandmechanicalpropertiesofnitridemultilayersystemsonthebasisofhighentropyalloysandtransitionmetalsofgroupvi AT meylekhovaa structureandmechanicalpropertiesofnitridemultilayersystemsonthebasisofhighentropyalloysandtransitionmetalsofgroupvi AT postelnykaa structureandmechanicalpropertiesofnitridemultilayersystemsonthebasisofhighentropyalloysandtransitionmetalsofgroupvi AT kovalevamg structureandmechanicalpropertiesofnitridemultilayersystemsonthebasisofhighentropyalloysandtransitionmetalsofgroupvi AT nyemchenkous strukturaímehaníčnívlastivostínítridnihbagatošarovihsistemnaosnovívisokoentropíinihsplavívíperehídnihmetalívvigrupi AT beresnevvm strukturaímehaníčnívlastivostínítridnihbagatošarovihsistemnaosnovívisokoentropíinihsplavívíperehídnihmetalívvigrupi AT sobolov strukturaímehaníčnívlastivostínítridnihbagatošarovihsistemnaosnovívisokoentropíinihsplavívíperehídnihmetalívvigrupi AT lytovchenkosv strukturaímehaníčnívlastivostínítridnihbagatošarovihsistemnaosnovívisokoentropíinihsplavívíperehídnihmetalívvigrupi AT stolbovoyva strukturaímehaníčnívlastivostínítridnihbagatošarovihsistemnaosnovívisokoentropíinihsplavívíperehídnihmetalívvigrupi AT novikovvju strukturaímehaníčnívlastivostínítridnihbagatošarovihsistemnaosnovívisokoentropíinihsplavívíperehídnihmetalívvigrupi AT meylekhovaa strukturaímehaníčnívlastivostínítridnihbagatošarovihsistemnaosnovívisokoentropíinihsplavívíperehídnihmetalívvigrupi AT postelnykaa strukturaímehaníčnívlastivostínítridnihbagatošarovihsistemnaosnovívisokoentropíinihsplavívíperehídnihmetalívvigrupi AT kovalevamg strukturaímehaníčnívlastivostínítridnihbagatošarovihsistemnaosnovívisokoentropíinihsplavívíperehídnihmetalívvigrupi AT nyemchenkous strukturaimehaničeskiesvoistvanitridnyhmnogosloinyhsistemnaosnovevysokoéntropiinyhsplavoviperehodnyhmetallovvigruppy AT beresnevvm strukturaimehaničeskiesvoistvanitridnyhmnogosloinyhsistemnaosnovevysokoéntropiinyhsplavoviperehodnyhmetallovvigruppy AT sobolov strukturaimehaničeskiesvoistvanitridnyhmnogosloinyhsistemnaosnovevysokoéntropiinyhsplavoviperehodnyhmetallovvigruppy AT lytovchenkosv strukturaimehaničeskiesvoistvanitridnyhmnogosloinyhsistemnaosnovevysokoéntropiinyhsplavoviperehodnyhmetallovvigruppy AT stolbovoyva strukturaimehaničeskiesvoistvanitridnyhmnogosloinyhsistemnaosnovevysokoéntropiinyhsplavoviperehodnyhmetallovvigruppy AT novikovvju strukturaimehaničeskiesvoistvanitridnyhmnogosloinyhsistemnaosnovevysokoéntropiinyhsplavoviperehodnyhmetallovvigruppy AT meylekhovaa strukturaimehaničeskiesvoistvanitridnyhmnogosloinyhsistemnaosnovevysokoéntropiinyhsplavoviperehodnyhmetallovvigruppy AT postelnykaa strukturaimehaničeskiesvoistvanitridnyhmnogosloinyhsistemnaosnovevysokoéntropiinyhsplavoviperehodnyhmetallovvigruppy AT kovalevamg strukturaimehaničeskiesvoistvanitridnyhmnogosloinyhsistemnaosnovevysokoéntropiinyhsplavoviperehodnyhmetallovvigruppy |
| first_indexed |
2025-12-07T20:15:41Z |
| last_indexed |
2025-12-07T20:15:41Z |
| _version_ |
1850881911460724736 |