Influence of pressure of working atmosphere on the formation of phase-structural state and physical and mechanical properties of vacuum-arc multilayer coatings ZrN/CrN
For multilayer coating system ZrN/CrN determined the effect of the pressure of the working atmosphere of nitrogen (PN), DC (-Us) and pulse (-Ui) negative bias potential during the deposition and the thickness of the layers in the period on the phase composition, texture, substructural characteristic...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Datum: | 2016 |
| Hauptverfasser: | , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2016
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/111771 |
| 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: | Influence of pressure of working atmosphere on the formation of phase-structural state and physical and mechanical properties of vacuum-arc multilayer coatings ZrN/CrN / O.V. Sobol, A.A. Andreev, V.F. Gorban, V.A. Stolbovoy, A.A. Meylekhov, A.A. Postelnyk, A.V. Dolomanov // Вопросы атомной науки и техники. — 2016. — № 1. — С. 134-139. — Бібліогр.: 40 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862546014500552704 |
|---|---|
| author | Sobol, O.V. Andreev, A.A. Gorban, V.F. Stolbovoy, V.A. Meylekhov, A.A. Postelnyk, A.A. Dolomanov, A.V. |
| author_facet | Sobol, O.V. Andreev, A.A. Gorban, V.F. Stolbovoy, V.A. Meylekhov, A.A. Postelnyk, A.A. Dolomanov, A.V. |
| citation_txt | Influence of pressure of working atmosphere on the formation of phase-structural state and physical and mechanical properties of vacuum-arc multilayer coatings ZrN/CrN / O.V. Sobol, A.A. Andreev, V.F. Gorban, V.A. Stolbovoy, A.A. Meylekhov, A.A. Postelnyk, A.V. Dolomanov // Вопросы атомной науки и техники. — 2016. — № 1. — С. 134-139. — Бібліогр.: 40 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | For multilayer coating system ZrN/CrN determined the effect of the pressure of the working atmosphere of nitrogen (PN), DC (-Us) and pulse (-Ui) negative bias potential during the deposition and the thickness of the layers in the period on the phase composition, texture, substructural characteristics and physical-mechanical properties. It is found that for РN = (2.2...12)·10⁻⁴ Torr in the layers of chromium nitride formed on a lower nitrogen phase with the β-Cr₂N simple hexagonal crystal lattice, and in the zirconium nitride layers are formed of a stoichiometric ZrN phase with a cubic lattice. Such a multilayer coating (layer thickness about 50 nm) at the maximum in this range PN = 1.2·10⁻³ Torr is most solid (39 GPa) with a modulus of elasticity of 268 GPa and the ratio H/E = 0.145. At higher PN, when the layers are formed phase stoichiometric composition with homogeneous crystal lattices (ZrN and СrN) hardness of the composition is not more than 33 GPa. The mechanisms of the effects observed are based on the higher barrier properties of the interphase boundary layers with different types of crystal lattices was discussed.
Для багатошарових покриттів системи ZrN/CrN визначено вплив тиску робочої азотної атмосфери (PN), постійного (-Us) і імпульсного (-Ui) негативних потенціалів зсуву при осадженні, а також товщини шарів у періоді на фазовий склад, текстуру, субструктурні характеристики і фізико-механічні властивості. Встановлено, що при PN = (2,2...12)·10⁻⁴ Торр у шарах нітриду хрому формується нижча по азоту фаза β-Cr₂N з простою гексагональною кристалічною решіткою, а в шарах нітриду цирконію відбувається формування стехіометричної фази ZrN з кубічною решіткою. Таке багатошарове покриття (товщина шарів близько 50 нм) при найбільшому з цього інтервалу PN = 1,2·10⁻³ Торр є найбільш твердим (39 ГПа) з модулем пружності 268 ГПа і співвідношенням H/E = 0,145. У випадку більш високих PN, коли в шарах відбувається утворення фаз стехіометричного складу з однотипними кристалічними решітками (ZrN і СrN), твердість композиції не перевищує 33 ГПа. Обговорено механізми спостережуваного ефекту, що засновані на більш високих бар'єрних властивостях міжфазної межі шарів з різними типами кристалічних решіток.
Для многослойных покрытий системы ZrN/CrN определены влияния давления рабочей азотной атмосферы (PN), постоянного (-Us) и импульсного (-Ui) отрицательных потенциалов смещения при осаждении, а также толщины слоев в периоде на фазовый состав, текстуру, субструктурные характеристики и физико-механические свойства. Установлено, что при PN = (2,2…12)·10⁻⁴ Торр в слоях нитрида хрома формируется низшая по азоту фаза β-Cr₂N с простой гексагональной кристаллической решеткой, а в слоях нитрида циркония происходит формирование стехиометрической фазы ZrN с кубической решеткой. Такое многослойное покрытие (толщина слоев около 50 нм) при наибольшем из этого интервала PN = 1,2·10⁻³ Торр является наиболее твердым (39 ГПа) с модулем упругости 268 ГПа и отношением H/E = 0,145. В случае более высоких PN, когда в слоях происходит образование фаз стехиометрического состава с однотипными кристаллическими решетками (ZrN и СrN), твердость композиции не превышает 33 ГПа. Обсуждены механизмы наблюдаемого эффекта, основанные на более высоких барьерных свойствах межфазной границы слоев с различными типами кристаллических решеток.
|
| first_indexed | 2025-11-25T10:00:17Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-111771 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | English |
| last_indexed | 2025-11-25T10:00:17Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Sobol, O.V. Andreev, A.A. Gorban, V.F. Stolbovoy, V.A. Meylekhov, A.A. Postelnyk, A.A. Dolomanov, A.V. 2017-01-14T11:06:57Z 2017-01-14T11:06:57Z 2016 Influence of pressure of working atmosphere on the formation of phase-structural state and physical and mechanical properties of vacuum-arc multilayer coatings ZrN/CrN / O.V. Sobol, A.A. Andreev, V.F. Gorban, V.A. Stolbovoy, A.A. Meylekhov, A.A. Postelnyk, A.V. Dolomanov // Вопросы атомной науки и техники. — 2016. — № 1. — С. 134-139. — Бібліогр.: 40 назв. — англ. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/111771 621.793:548.73 For multilayer coating system ZrN/CrN determined the effect of the pressure of the working atmosphere of nitrogen (PN), DC (-Us) and pulse (-Ui) negative bias potential during the deposition and the thickness of the layers in the period on the phase composition, texture, substructural characteristics and physical-mechanical properties. It is found that for РN = (2.2...12)·10⁻⁴ Torr in the layers of chromium nitride formed on a lower nitrogen phase with the β-Cr₂N simple hexagonal crystal lattice, and in the zirconium nitride layers are formed of a stoichiometric ZrN phase with a cubic lattice. Such a multilayer coating (layer thickness about 50 nm) at the maximum in this range PN = 1.2·10⁻³ Torr is most solid (39 GPa) with a modulus of elasticity of 268 GPa and the ratio H/E = 0.145. At higher PN, when the layers are formed phase stoichiometric composition with homogeneous crystal lattices (ZrN and СrN) hardness of the composition is not more than 33 GPa. The mechanisms of the effects observed are based on the higher barrier properties of the interphase boundary layers with different types of crystal lattices was discussed. Для багатошарових покриттів системи ZrN/CrN визначено вплив тиску робочої азотної атмосфери (PN), постійного (-Us) і імпульсного (-Ui) негативних потенціалів зсуву при осадженні, а також товщини шарів у періоді на фазовий склад, текстуру, субструктурні характеристики і фізико-механічні властивості. Встановлено, що при PN = (2,2...12)·10⁻⁴ Торр у шарах нітриду хрому формується нижча по азоту фаза β-Cr₂N з простою гексагональною кристалічною решіткою, а в шарах нітриду цирконію відбувається формування стехіометричної фази ZrN з кубічною решіткою. Таке багатошарове покриття (товщина шарів близько 50 нм) при найбільшому з цього інтервалу PN = 1,2·10⁻³ Торр є найбільш твердим (39 ГПа) з модулем пружності 268 ГПа і співвідношенням H/E = 0,145. У випадку більш високих PN, коли в шарах відбувається утворення фаз стехіометричного складу з однотипними кристалічними решітками (ZrN і СrN), твердість композиції не перевищує 33 ГПа. Обговорено механізми спостережуваного ефекту, що засновані на більш високих бар'єрних властивостях міжфазної межі шарів з різними типами кристалічних решіток. Для многослойных покрытий системы ZrN/CrN определены влияния давления рабочей азотной атмосферы (PN), постоянного (-Us) и импульсного (-Ui) отрицательных потенциалов смещения при осаждении, а также толщины слоев в периоде на фазовый состав, текстуру, субструктурные характеристики и физико-механические свойства. Установлено, что при PN = (2,2…12)·10⁻⁴ Торр в слоях нитрида хрома формируется низшая по азоту фаза β-Cr₂N с простой гексагональной кристаллической решеткой, а в слоях нитрида циркония происходит формирование стехиометрической фазы ZrN с кубической решеткой. Такое многослойное покрытие (толщина слоев около 50 нм) при наибольшем из этого интервала PN = 1,2·10⁻³ Торр является наиболее твердым (39 ГПа) с модулем упругости 268 ГПа и отношением H/E = 0,145. В случае более высоких PN, когда в слоях происходит образование фаз стехиометрического состава с однотипными кристаллическими решетками (ZrN и СrN), твердость композиции не превышает 33 ГПа. Обсуждены механизмы наблюдаемого эффекта, основанные на более высоких барьерных свойствах межфазной границы слоев с различными типами кристаллических решеток. en Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Физика и технология конструкционных материалов Influence of pressure of working atmosphere on the formation of phase-structural state and physical and mechanical properties of vacuum-arc multilayer coatings ZrN/CrN Вплив тиску робочої атмосфери на формування фазово-структурного стану і фізико-механічні властивості вакуумно-дугових багатошарових покриттів ZrN/CrN Влияние давления рабочей атмосферы на формирование фазово-структурного состояния и физико-механические свойства вакуумно-дуговых многослойных покрытий ZrN/CrN Article published earlier |
| spellingShingle | Influence of pressure of working atmosphere on the formation of phase-structural state and physical and mechanical properties of vacuum-arc multilayer coatings ZrN/CrN Sobol, O.V. Andreev, A.A. Gorban, V.F. Stolbovoy, V.A. Meylekhov, A.A. Postelnyk, A.A. Dolomanov, A.V. Физика и технология конструкционных материалов |
| title | Influence of pressure of working atmosphere on the formation of phase-structural state and physical and mechanical properties of vacuum-arc multilayer coatings ZrN/CrN |
| title_alt | Вплив тиску робочої атмосфери на формування фазово-структурного стану і фізико-механічні властивості вакуумно-дугових багатошарових покриттів ZrN/CrN Влияние давления рабочей атмосферы на формирование фазово-структурного состояния и физико-механические свойства вакуумно-дуговых многослойных покрытий ZrN/CrN |
| title_full | Influence of pressure of working atmosphere on the formation of phase-structural state and physical and mechanical properties of vacuum-arc multilayer coatings ZrN/CrN |
| title_fullStr | Influence of pressure of working atmosphere on the formation of phase-structural state and physical and mechanical properties of vacuum-arc multilayer coatings ZrN/CrN |
| title_full_unstemmed | Influence of pressure of working atmosphere on the formation of phase-structural state and physical and mechanical properties of vacuum-arc multilayer coatings ZrN/CrN |
| title_short | Influence of pressure of working atmosphere on the formation of phase-structural state and physical and mechanical properties of vacuum-arc multilayer coatings ZrN/CrN |
| title_sort | influence of pressure of working atmosphere on the formation of phase-structural state and physical and mechanical properties of vacuum-arc multilayer coatings zrn/crn |
| topic | Физика и технология конструкционных материалов |
| topic_facet | Физика и технология конструкционных материалов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/111771 |
| work_keys_str_mv | AT sobolov influenceofpressureofworkingatmosphereontheformationofphasestructuralstateandphysicalandmechanicalpropertiesofvacuumarcmultilayercoatingszrncrn AT andreevaa influenceofpressureofworkingatmosphereontheformationofphasestructuralstateandphysicalandmechanicalpropertiesofvacuumarcmultilayercoatingszrncrn AT gorbanvf influenceofpressureofworkingatmosphereontheformationofphasestructuralstateandphysicalandmechanicalpropertiesofvacuumarcmultilayercoatingszrncrn AT stolbovoyva influenceofpressureofworkingatmosphereontheformationofphasestructuralstateandphysicalandmechanicalpropertiesofvacuumarcmultilayercoatingszrncrn AT meylekhovaa influenceofpressureofworkingatmosphereontheformationofphasestructuralstateandphysicalandmechanicalpropertiesofvacuumarcmultilayercoatingszrncrn AT postelnykaa influenceofpressureofworkingatmosphereontheformationofphasestructuralstateandphysicalandmechanicalpropertiesofvacuumarcmultilayercoatingszrncrn AT dolomanovav influenceofpressureofworkingatmosphereontheformationofphasestructuralstateandphysicalandmechanicalpropertiesofvacuumarcmultilayercoatingszrncrn AT sobolov vplivtiskurobočoíatmosferinaformuvannâfazovostrukturnogostanuífízikomehaníčnívlastivostívakuumnodugovihbagatošarovihpokrittívzrncrn AT andreevaa vplivtiskurobočoíatmosferinaformuvannâfazovostrukturnogostanuífízikomehaníčnívlastivostívakuumnodugovihbagatošarovihpokrittívzrncrn AT gorbanvf vplivtiskurobočoíatmosferinaformuvannâfazovostrukturnogostanuífízikomehaníčnívlastivostívakuumnodugovihbagatošarovihpokrittívzrncrn AT stolbovoyva vplivtiskurobočoíatmosferinaformuvannâfazovostrukturnogostanuífízikomehaníčnívlastivostívakuumnodugovihbagatošarovihpokrittívzrncrn AT meylekhovaa vplivtiskurobočoíatmosferinaformuvannâfazovostrukturnogostanuífízikomehaníčnívlastivostívakuumnodugovihbagatošarovihpokrittívzrncrn AT postelnykaa vplivtiskurobočoíatmosferinaformuvannâfazovostrukturnogostanuífízikomehaníčnívlastivostívakuumnodugovihbagatošarovihpokrittívzrncrn AT dolomanovav vplivtiskurobočoíatmosferinaformuvannâfazovostrukturnogostanuífízikomehaníčnívlastivostívakuumnodugovihbagatošarovihpokrittívzrncrn AT sobolov vliâniedavleniârabočeiatmosferynaformirovaniefazovostrukturnogosostoâniâifizikomehaničeskiesvoistvavakuumnodugovyhmnogosloinyhpokrytiizrncrn AT andreevaa vliâniedavleniârabočeiatmosferynaformirovaniefazovostrukturnogosostoâniâifizikomehaničeskiesvoistvavakuumnodugovyhmnogosloinyhpokrytiizrncrn AT gorbanvf vliâniedavleniârabočeiatmosferynaformirovaniefazovostrukturnogosostoâniâifizikomehaničeskiesvoistvavakuumnodugovyhmnogosloinyhpokrytiizrncrn AT stolbovoyva vliâniedavleniârabočeiatmosferynaformirovaniefazovostrukturnogosostoâniâifizikomehaničeskiesvoistvavakuumnodugovyhmnogosloinyhpokrytiizrncrn AT meylekhovaa vliâniedavleniârabočeiatmosferynaformirovaniefazovostrukturnogosostoâniâifizikomehaničeskiesvoistvavakuumnodugovyhmnogosloinyhpokrytiizrncrn AT postelnykaa vliâniedavleniârabočeiatmosferynaformirovaniefazovostrukturnogosostoâniâifizikomehaničeskiesvoistvavakuumnodugovyhmnogosloinyhpokrytiizrncrn AT dolomanovav vliâniedavleniârabočeiatmosferynaformirovaniefazovostrukturnogosostoâniâifizikomehaničeskiesvoistvavakuumnodugovyhmnogosloinyhpokrytiizrncrn |