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...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Вопросы атомной науки и техники
Date:2015
Main Authors: 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.
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