Трибологические характеристики и механические свойства многослойных вакуумно-дуговых покрытий TiN/ZrN
Методом вакуумно-дугового осаждения синтезированы наноструктурированные многослойные покрытия TiN/ZrN c их числом 134…533 и средней толщиной 20…125 нм. Выявлена хорошая планарность получаемых в нанометровом диапазоне слоев из плазменных потоков в реактивной среде. В качестве модели критических рабоч...
Saved in:
| Published in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Date: | 2015 |
| Main Authors: | , , , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112290 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Трибологические характеристики и механические свойства многослойных вакуумно-дуговых покрытий TiN/ZrN / С.С. Гранкин, В.А. Столбовой, У.С. Немченко, В.М. Береснев, О.В. Соболь, С.В. Литовченко, П.В. Турбин, В.Ю. Новиков, З.Н. Проценко // Вопросы атомной науки и техники. — 2015. — № 5. — С. 70-76. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862574491531476992 |
|---|---|
| author | Гранкин, С.С. Столбовой, В.А. Немченко, У.С. Береснев, В.М. Соболь, О.В. Литовченко, С.В. Турбин, П.В. Новиков, В.Ю. Проценко, З.Н. |
| author_facet | Гранкин, С.С. Столбовой, В.А. Немченко, У.С. Береснев, В.М. Соболь, О.В. Литовченко, С.В. Турбин, П.В. Новиков, В.Ю. Проценко, З.Н. |
| citation_txt | Трибологические характеристики и механические свойства многослойных вакуумно-дуговых покрытий TiN/ZrN / С.С. Гранкин, В.А. Столбовой, У.С. Немченко, В.М. Береснев, О.В. Соболь, С.В. Литовченко, П.В. Турбин, В.Ю. Новиков, З.Н. Проценко // Вопросы атомной науки и техники. — 2015. — № 5. — С. 70-76. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | Методом вакуумно-дугового осаждения синтезированы наноструктурированные многослойные покрытия TiN/ZrN c их числом 134…533 и средней толщиной 20…125 нм. Выявлена хорошая планарность получаемых в нанометровом диапазоне слоев из плазменных потоков в реактивной среде. В качестве модели критических рабочих условий покрытий установлены механизмы фазово-структурных изменений в поверхностных слоях в условиях действия агрессивной кислородной атмосферы при высокой температуре (700 ºC). Показано влияние толщинного параметра многослойной системы на ее твердость. Установлено, что наибольшая твердость (42 ГПа) и наименьший абразивный износ покрытия (1,3∙10⁻⁵ мм³∙Н⁻¹∙мм⁻¹) и контртела (1,9∙10⁻⁶ мм³ ∙Н⁻¹∙мм⁻¹) присущи системе TiN/ZrN с наименьшей толщиной слоев 20 нм в периоде. Полученные результаты объяснены влиянием размерного фактора межфазных границ, многократно усиливающимся в многослойной системе с нанометровой толщиной слоев.
Методом вакуумно-дугового осадження синтезовані наноструктуровані багатошарові покриття TiN/ZrN c числом шарів 134...533 і їх середньою товщиною 20...125 нм. Виявлено хороша планарність, яка одержана у нанометровому діапазоні шарів з плазмових потоків у реактивному середовищі. Як модель критичних робочих умов покриттів встановлені механізми фазово-структурних змін у поверхневих шарах в умовах дії агресивної кисневої атмосфери при високій температурі (700 ºC). Показано вплив товщинного параметра багатошарової системи на її твердість. Встановлено, що найвища твердість (42 ГПа) і найменше абразивне зношування покриття (1,3∙10⁻⁵ мм³∙Н⁻¹∙мм⁻¹) і контртіла (1,9∙10⁻⁶ мм³ ∙Н⁻¹∙мм⁻¹) властиві системі TiN/ZrN з най-меншою товщиною шарів 20 нм у періоді. Отримані результати пояснені впливом розмірного фактора міжфазних границь багаторазово посилюється в багатошаровій системі з нанометровою товщиною шарів.
Nanostructured multilayered coatings TiN/ZrN with 134...533 layers and the average thickness of layers of 20...125 nm have been synthesized by means of vacuum-arc deposition method. Good planarity of the layers obtained in nanometer scale from plasma flows in reaction medium has been revealed. As a model of critical working conditions of the coatings, the mechanisms of structural and phase changes in surface layers at conditions of influence of aggressive oxygen atmosphere at high temperature (700 ºC) have been determined. The influence of thickness parameter of multilayered system on its hardness has been shown. It has been determined, that the highest hardness of 42 GPa and the lowest abrasive wear of the coating 1.3∙10⁻⁵ mm³∙N⁻¹∙mm⁻¹ and the counterbody 1.9∙10⁻⁶ mm³∙N⁻¹∙mm⁻¹ are inherent to the system TiN/ZrN with the minimal thickness of the layers of 20 nm in a period. The obtained results have been explained by the influence of dimensional factor of interphase borders, which is multiply enhanced in multilayered system with the nanometer scale thickness of the coatings.
|
| first_indexed | 2025-11-26T09:51:27Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-112290 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-26T09:51:27Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Гранкин, С.С. Столбовой, В.А. Немченко, У.С. Береснев, В.М. Соболь, О.В. Литовченко, С.В. Турбин, П.В. Новиков, В.Ю. Проценко, З.Н. 2017-01-19T20:11:52Z 2017-01-19T20:11:52Z 2015 Трибологические характеристики и механические свойства многослойных вакуумно-дуговых покрытий TiN/ZrN / С.С. Гранкин, В.А. Столбовой, У.С. Немченко, В.М. Береснев, О.В. Соболь, С.В. Литовченко, П.В. Турбин, В.Ю. Новиков, З.Н. Проценко // Вопросы атомной науки и техники. — 2015. — № 5. — С. 70-76. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112290 669.295.539.121 Методом вакуумно-дугового осаждения синтезированы наноструктурированные многослойные покрытия TiN/ZrN c их числом 134…533 и средней толщиной 20…125 нм. Выявлена хорошая планарность получаемых в нанометровом диапазоне слоев из плазменных потоков в реактивной среде. В качестве модели критических рабочих условий покрытий установлены механизмы фазово-структурных изменений в поверхностных слоях в условиях действия агрессивной кислородной атмосферы при высокой температуре (700 ºC). Показано влияние толщинного параметра многослойной системы на ее твердость. Установлено, что наибольшая твердость (42 ГПа) и наименьший абразивный износ покрытия (1,3∙10⁻⁵ мм³∙Н⁻¹∙мм⁻¹) и контртела (1,9∙10⁻⁶ мм³ ∙Н⁻¹∙мм⁻¹) присущи системе TiN/ZrN с наименьшей толщиной слоев 20 нм в периоде. Полученные результаты объяснены влиянием размерного фактора межфазных границ, многократно усиливающимся в многослойной системе с нанометровой толщиной слоев. Методом вакуумно-дугового осадження синтезовані наноструктуровані багатошарові покриття TiN/ZrN c числом шарів 134...533 і їх середньою товщиною 20...125 нм. Виявлено хороша планарність, яка одержана у нанометровому діапазоні шарів з плазмових потоків у реактивному середовищі. Як модель критичних робочих умов покриттів встановлені механізми фазово-структурних змін у поверхневих шарах в умовах дії агресивної кисневої атмосфери при високій температурі (700 ºC). Показано вплив товщинного параметра багатошарової системи на її твердість. Встановлено, що найвища твердість (42 ГПа) і найменше абразивне зношування покриття (1,3∙10⁻⁵ мм³∙Н⁻¹∙мм⁻¹) і контртіла (1,9∙10⁻⁶ мм³ ∙Н⁻¹∙мм⁻¹) властиві системі TiN/ZrN з най-меншою товщиною шарів 20 нм у періоді. Отримані результати пояснені впливом розмірного фактора міжфазних границь багаторазово посилюється в багатошаровій системі з нанометровою товщиною шарів. Nanostructured multilayered coatings TiN/ZrN with 134...533 layers and the average thickness of layers of 20...125 nm have been synthesized by means of vacuum-arc deposition method. Good planarity of the layers obtained in nanometer scale from plasma flows in reaction medium has been revealed. As a model of critical working conditions of the coatings, the mechanisms of structural and phase changes in surface layers at conditions of influence of aggressive oxygen atmosphere at high temperature (700 ºC) have been determined. The influence of thickness parameter of multilayered system on its hardness has been shown. It has been determined, that the highest hardness of 42 GPa and the lowest abrasive wear of the coating 1.3∙10⁻⁵ mm³∙N⁻¹∙mm⁻¹ and the counterbody 1.9∙10⁻⁶ mm³∙N⁻¹∙mm⁻¹ are inherent to the system TiN/ZrN with the minimal thickness of the layers of 20 nm in a period. The obtained results have been explained by the influence of dimensional factor of interphase borders, which is multiply enhanced in multilayered system with the nanometer scale thickness of the coatings. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Министерства образования и науки Украины по темам научно-исследовательских работ 76 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2015. №5(99) 0113U001079, 0115U000508, 0115U000477 и
 0115U003166. Часть исследований выполненa на научном оборудовании Центра коллективного пользования «Диагностика структуры и свойств наноматериалов» Белгородского государственного национального исследовательского университета, при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках проекта №14.594.21.0010, уникальный код RFMEFI59414X0010. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Физика радиационных и ионно-плазменных технологий Трибологические характеристики и механические свойства многослойных вакуумно-дуговых покрытий TiN/ZrN Трибологічні характеристики і механічні властивості багатошарових вакуумно-дугових покриттів TiN/ZrN Tribological characteristics and mechanical properties of multilayer vacuum arc covered with a bearing TiN/ZrN Article published earlier |
| spellingShingle | Трибологические характеристики и механические свойства многослойных вакуумно-дуговых покрытий TiN/ZrN Гранкин, С.С. Столбовой, В.А. Немченко, У.С. Береснев, В.М. Соболь, О.В. Литовченко, С.В. Турбин, П.В. Новиков, В.Ю. Проценко, З.Н. Физика радиационных и ионно-плазменных технологий |
| title | Трибологические характеристики и механические свойства многослойных вакуумно-дуговых покрытий TiN/ZrN |
| title_alt | Трибологічні характеристики і механічні властивості багатошарових вакуумно-дугових покриттів TiN/ZrN Tribological characteristics and mechanical properties of multilayer vacuum arc covered with a bearing TiN/ZrN |
| title_full | Трибологические характеристики и механические свойства многослойных вакуумно-дуговых покрытий TiN/ZrN |
| title_fullStr | Трибологические характеристики и механические свойства многослойных вакуумно-дуговых покрытий TiN/ZrN |
| title_full_unstemmed | Трибологические характеристики и механические свойства многослойных вакуумно-дуговых покрытий TiN/ZrN |
| title_short | Трибологические характеристики и механические свойства многослойных вакуумно-дуговых покрытий TiN/ZrN |
| title_sort | трибологические характеристики и механические свойства многослойных вакуумно-дуговых покрытий tin/zrn |
| topic | Физика радиационных и ионно-плазменных технологий |
| topic_facet | Физика радиационных и ионно-плазменных технологий |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112290 |
| work_keys_str_mv | AT grankinss tribologičeskieharakteristikiimehaničeskiesvoistvamnogosloinyhvakuumnodugovyhpokrytiitinzrn AT stolbovoiva tribologičeskieharakteristikiimehaničeskiesvoistvamnogosloinyhvakuumnodugovyhpokrytiitinzrn AT nemčenkous tribologičeskieharakteristikiimehaničeskiesvoistvamnogosloinyhvakuumnodugovyhpokrytiitinzrn AT beresnevvm tribologičeskieharakteristikiimehaničeskiesvoistvamnogosloinyhvakuumnodugovyhpokrytiitinzrn AT sobolʹov tribologičeskieharakteristikiimehaničeskiesvoistvamnogosloinyhvakuumnodugovyhpokrytiitinzrn AT litovčenkosv tribologičeskieharakteristikiimehaničeskiesvoistvamnogosloinyhvakuumnodugovyhpokrytiitinzrn AT turbinpv tribologičeskieharakteristikiimehaničeskiesvoistvamnogosloinyhvakuumnodugovyhpokrytiitinzrn AT novikovvû tribologičeskieharakteristikiimehaničeskiesvoistvamnogosloinyhvakuumnodugovyhpokrytiitinzrn AT procenkozn tribologičeskieharakteristikiimehaničeskiesvoistvamnogosloinyhvakuumnodugovyhpokrytiitinzrn AT grankinss tribologíčníharakteristikiímehaníčnívlastivostíbagatošarovihvakuumnodugovihpokrittívtinzrn AT stolbovoiva tribologíčníharakteristikiímehaníčnívlastivostíbagatošarovihvakuumnodugovihpokrittívtinzrn AT nemčenkous tribologíčníharakteristikiímehaníčnívlastivostíbagatošarovihvakuumnodugovihpokrittívtinzrn AT beresnevvm tribologíčníharakteristikiímehaníčnívlastivostíbagatošarovihvakuumnodugovihpokrittívtinzrn AT sobolʹov tribologíčníharakteristikiímehaníčnívlastivostíbagatošarovihvakuumnodugovihpokrittívtinzrn AT litovčenkosv tribologíčníharakteristikiímehaníčnívlastivostíbagatošarovihvakuumnodugovihpokrittívtinzrn AT turbinpv tribologíčníharakteristikiímehaníčnívlastivostíbagatošarovihvakuumnodugovihpokrittívtinzrn AT novikovvû tribologíčníharakteristikiímehaníčnívlastivostíbagatošarovihvakuumnodugovihpokrittívtinzrn AT procenkozn tribologíčníharakteristikiímehaníčnívlastivostíbagatošarovihvakuumnodugovihpokrittívtinzrn AT grankinss tribologicalcharacteristicsandmechanicalpropertiesofmultilayervacuumarccoveredwithabearingtinzrn AT stolbovoiva tribologicalcharacteristicsandmechanicalpropertiesofmultilayervacuumarccoveredwithabearingtinzrn AT nemčenkous tribologicalcharacteristicsandmechanicalpropertiesofmultilayervacuumarccoveredwithabearingtinzrn AT beresnevvm tribologicalcharacteristicsandmechanicalpropertiesofmultilayervacuumarccoveredwithabearingtinzrn AT sobolʹov tribologicalcharacteristicsandmechanicalpropertiesofmultilayervacuumarccoveredwithabearingtinzrn AT litovčenkosv tribologicalcharacteristicsandmechanicalpropertiesofmultilayervacuumarccoveredwithabearingtinzrn AT turbinpv tribologicalcharacteristicsandmechanicalpropertiesofmultilayervacuumarccoveredwithabearingtinzrn AT novikovvû tribologicalcharacteristicsandmechanicalpropertiesofmultilayervacuumarccoveredwithabearingtinzrn AT procenkozn tribologicalcharacteristicsandmechanicalpropertiesofmultilayervacuumarccoveredwithabearingtinzrn |