Influence of the magnitude of the bias potential and thickness of the layers on the structure, substructure, stress-deformed state and mechanical characteristics of vacuum-arc multi-layered (TiMo)N/(TiSi)N coatings
Layers based on titanium nitride doped with molybdenum and silicon were used to create a multilayer composite. In this case, the mismatch between the lattice periods of (TiMo)N and (TiSi)N layers was about 1%. It was found that in the (TiMo)N/(TiSi)N multilayer composite, such a mismatch of the peri...
Saved in:
| Published in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Date: | 2020 |
| Main Authors: | , , , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2020
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/194419 |
| 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: | Influence of the magnitude of the bias potential and thickness of the layers on the structure, substructure, stress-deformed state and mechanical characteristics of vacuum-arc multi-layered (TiMo)N/(TiSi)N coatings / O.V. Sobol, H.O. Postelnyk, A.A. Meylekhov, V.V. Subbotina, V.A. Stolbovoy, A.V. Dolomanov, D.A. Kolesnikov, M.G. Kovaleva, Yu.V. Sukhorukova // Problems of atomic science and tecnology. — 2020. — № 4. — С. 68-76. — Бібліогр.: 34 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862618245421334528 |
|---|---|
| author | Sobol, O.V. Postelnyk, H.O. Meylekhov, A.A. Subbotina, V.V. Stolbovoy, V.A. Dolomanov, A.V. Kolesnikov, D.A. Kovaleva, M.G. Sukhorukova, Yu.V. |
| author_facet | Sobol, O.V. Postelnyk, H.O. Meylekhov, A.A. Subbotina, V.V. Stolbovoy, V.A. Dolomanov, A.V. Kolesnikov, D.A. Kovaleva, M.G. Sukhorukova, Yu.V. |
| citation_txt | Influence of the magnitude of the bias potential and thickness of the layers on the structure, substructure, stress-deformed state and mechanical characteristics of vacuum-arc multi-layered (TiMo)N/(TiSi)N coatings / O.V. Sobol, H.O. Postelnyk, A.A. Meylekhov, V.V. Subbotina, V.A. Stolbovoy, A.V. Dolomanov, D.A. Kolesnikov, M.G. Kovaleva, Yu.V. Sukhorukova // Problems of atomic science and tecnology. — 2020. — № 4. — С. 68-76. — Бібліогр.: 34 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | Layers based on titanium nitride doped with molybdenum and silicon were used to create a multilayer composite. In this case, the mismatch between the lattice periods of (TiMo)N and (TiSi)N layers was about 1%. It was found that in the (TiMo)N/(TiSi)N multilayer composite, such a mismatch of the periods in the constituent layers does not change the single-phase state of the composite even at relatively large layer thicknesses (about 350 nm). The creation of a (TiMo)N/(TiSi)N composite with a nanometer layer thickness allows one to reduce the magnitude of macrostresses (a large value of which is characteristic of single-layer (TiMo)N coatings) and change the substructural characteristics in a wide range of values. It has been established that the use of multi-element (TiMo)N and (TiSi)N layers in a multilayer coating design allows one to achieve a high-hard state with high adhesive strength and good tribological characteristics. The highest properties (hardness – 34.8 GPa and adhesive strength - 166.09 N) were achieved in coatings obtained at Ub = -200 V and a layer thickness of 80 nm, which are characterized by compression macrostresses of 7.85 GPa and microstrains - 0.75%.
Для створення багатошарового композиту використані шари на основі нітриду титану, легованого молібденом і кремнієм. При цьому невідповідність періодів решіток (TiMo)N- і (TiSi)N-шарів становила близько 1%. Встановлено, що в багатошаровому композиті (TiMo)N/(TiSi)N така невідповідність періодів у складових шарах не змінює однофазного стану композиту навіть при відносно великих товщинах шарів (близько 350 нм). Створення (TiMo)N/(TiSi)N-композиту з нанометровою товщиною шарів дозволяє зменшити величину макронапружень (більша величина яких властива одношаровим (TiMo)N-покриттям) і в широкому інтервалі значень змінювати субструктурні характеристики. Встановлено, що використання багатоелементних (TiMo)N- і (TiSi)N-шарів при багатошаровому дизайні покриттів дозволяє досягти високотвердого стану з високою адгезійною міцністю і гарними трибологічними характеристиками. Найбільш високі властивості (твердість – 34,8 ГПа і адгезійна міцність – 166,09 Н) були досягнуті в покриттях, отриманих при Ub= -200 В і товщині шару 80 нм, для яких характерна величина макронапружень стиску 7,85 ГПа і мікродеформації – 0,75%.
Для создания многослойного композита использованы слои на основе нитрида титана, легированного молибденом и кремнием. При этом несоответствие периодов решеток (TiMo)N- и (TiSi)N-слоев составило около 1%. Установлено, что в многослойном композите (TiMo)N/(TiSi)N такое несоответствие периодов в составляющих слоях не изменяет однофазного состояния композита даже при относительно больших толщинах слоев (около 350 нм). Создание (TiMo)N/(TiSi)N-композита с нанометровой толщиной слоев позволяет уменьшать величину макронапряжений (большая величина которых свойственна однослойным (TiMo)N-покрытиям) и в широком интервале значений изменять субструктурные характеристики. Установлено, что использование многоэлементных (TiMo)N- и (TiSi)N-слоев при многослойном дизайне покрытий позволяет достичь высокотвердого состояния с высокой адгезионной прочностью и хорошими трибологическими характеристиками. Наиболее высокие свойства (твердость – 34,8 ГПа и адгезионная прочность – 166,09 Н) были достигнуты в покрытиях, полученных при Ub = -200 В и толщине слоя 80 нм, для которых характерна величина макронапряжений сжатия 7,85 ГПа и микродеформации - 0.75%.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:13:46Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-194419 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-07T13:13:46Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Sobol, O.V. Postelnyk, H.O. Meylekhov, A.A. Subbotina, V.V. Stolbovoy, V.A. Dolomanov, A.V. Kolesnikov, D.A. Kovaleva, M.G. Sukhorukova, Yu.V. 2023-11-24T13:15:01Z 2023-11-24T13:15:01Z 2020 Influence of the magnitude of the bias potential and thickness of the layers on the structure, substructure, stress-deformed state and mechanical characteristics of vacuum-arc multi-layered (TiMo)N/(TiSi)N coatings / O.V. Sobol, H.O. Postelnyk, A.A. Meylekhov, V.V. Subbotina, V.A. Stolbovoy, A.V. Dolomanov, D.A. Kolesnikov, M.G. Kovaleva, Yu.V. Sukhorukova // Problems of atomic science and tecnology. — 2020. — № 4. — С. 68-76. — Бібліогр.: 34 назв. — англ. 1562-6016 PACS: 81.07.Bc, 61.05.sp, 68.55.jm, 61.82.Rx https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/194419 Layers based on titanium nitride doped with molybdenum and silicon were used to create a multilayer composite. In this case, the mismatch between the lattice periods of (TiMo)N and (TiSi)N layers was about 1%. It was found that in the (TiMo)N/(TiSi)N multilayer composite, such a mismatch of the periods in the constituent layers does not change the single-phase state of the composite even at relatively large layer thicknesses (about 350 nm). The creation of a (TiMo)N/(TiSi)N composite with a nanometer layer thickness allows one to reduce the magnitude of macrostresses (a large value of which is characteristic of single-layer (TiMo)N coatings) and change the substructural characteristics in a wide range of values. It has been established that the use of multi-element (TiMo)N and (TiSi)N layers in a multilayer coating design allows one to achieve a high-hard state with high adhesive strength and good tribological characteristics. The highest properties (hardness – 34.8 GPa and adhesive strength - 166.09 N) were achieved in coatings obtained at Ub = -200 V and a layer thickness of 80 nm, which are characterized by compression macrostresses of 7.85 GPa and microstrains - 0.75%. Для створення багатошарового композиту використані шари на основі нітриду титану, легованого молібденом і кремнієм. При цьому невідповідність періодів решіток (TiMo)N- і (TiSi)N-шарів становила близько 1%. Встановлено, що в багатошаровому композиті (TiMo)N/(TiSi)N така невідповідність періодів у складових шарах не змінює однофазного стану композиту навіть при відносно великих товщинах шарів (близько 350 нм). Створення (TiMo)N/(TiSi)N-композиту з нанометровою товщиною шарів дозволяє зменшити величину макронапружень (більша величина яких властива одношаровим (TiMo)N-покриттям) і в широкому інтервалі значень змінювати субструктурні характеристики. Встановлено, що використання багатоелементних (TiMo)N- і (TiSi)N-шарів при багатошаровому дизайні покриттів дозволяє досягти високотвердого стану з високою адгезійною міцністю і гарними трибологічними характеристиками. Найбільш високі властивості (твердість – 34,8 ГПа і адгезійна міцність – 166,09 Н) були досягнуті в покриттях, отриманих при Ub= -200 В і товщині шару 80 нм, для яких характерна величина макронапружень стиску 7,85 ГПа і мікродеформації – 0,75%. Для создания многослойного композита использованы слои на основе нитрида титана, легированного молибденом и кремнием. При этом несоответствие периодов решеток (TiMo)N- и (TiSi)N-слоев составило около 1%. Установлено, что в многослойном композите (TiMo)N/(TiSi)N такое несоответствие периодов в составляющих слоях не изменяет однофазного состояния композита даже при относительно больших толщинах слоев (около 350 нм). Создание (TiMo)N/(TiSi)N-композита с нанометровой толщиной слоев позволяет уменьшать величину макронапряжений (большая величина которых свойственна однослойным (TiMo)N-покрытиям) и в широком интервале значений изменять субструктурные характеристики. Установлено, что использование многоэлементных (TiMo)N- и (TiSi)N-слоев при многослойном дизайне покрытий позволяет достичь высокотвердого состояния с высокой адгезионной прочностью и хорошими трибологическими характеристиками. Наиболее высокие свойства (твердость – 34,8 ГПа и адгезионная прочность – 166,09 Н) были достигнуты в покрытиях, полученных при Ub = -200 В и толщине слоя 80 нм, для которых характерна величина макронапряжений сжатия 7,85 ГПа и микродеформации - 0.75%. en Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Physics of radiation and ion-plasma technologies Influence of the magnitude of the bias potential and thickness of the layers on the structure, substructure, stress-deformed state and mechanical characteristics of vacuum-arc multi-layered (TiMo)N/(TiSi)N coatings Вплив величини потенціалу зсуву і товщини шарів на структуру, субструктуру, напружено-деформований стан і механічні характеристики вакуумно-дугових багатошарових (TiMo)N/(TiSi)N-покриттів Влияние величины потенциала смещения и толщины слоев на структуру, субструктуру, напряженно-деформированное состояние и механические характеристики вакуумно-дуговых многослойных (TiMo)N/(TiSi)N-покрытий Article published earlier |
| spellingShingle | Influence of the magnitude of the bias potential and thickness of the layers on the structure, substructure, stress-deformed state and mechanical characteristics of vacuum-arc multi-layered (TiMo)N/(TiSi)N coatings Sobol, O.V. Postelnyk, H.O. Meylekhov, A.A. Subbotina, V.V. Stolbovoy, V.A. Dolomanov, A.V. Kolesnikov, D.A. Kovaleva, M.G. Sukhorukova, Yu.V. Physics of radiation and ion-plasma technologies |
| title | Influence of the magnitude of the bias potential and thickness of the layers on the structure, substructure, stress-deformed state and mechanical characteristics of vacuum-arc multi-layered (TiMo)N/(TiSi)N coatings |
| title_alt | Вплив величини потенціалу зсуву і товщини шарів на структуру, субструктуру, напружено-деформований стан і механічні характеристики вакуумно-дугових багатошарових (TiMo)N/(TiSi)N-покриттів Влияние величины потенциала смещения и толщины слоев на структуру, субструктуру, напряженно-деформированное состояние и механические характеристики вакуумно-дуговых многослойных (TiMo)N/(TiSi)N-покрытий |
| title_full | Influence of the magnitude of the bias potential and thickness of the layers on the structure, substructure, stress-deformed state and mechanical characteristics of vacuum-arc multi-layered (TiMo)N/(TiSi)N coatings |
| title_fullStr | Influence of the magnitude of the bias potential and thickness of the layers on the structure, substructure, stress-deformed state and mechanical characteristics of vacuum-arc multi-layered (TiMo)N/(TiSi)N coatings |
| title_full_unstemmed | Influence of the magnitude of the bias potential and thickness of the layers on the structure, substructure, stress-deformed state and mechanical characteristics of vacuum-arc multi-layered (TiMo)N/(TiSi)N coatings |
| title_short | Influence of the magnitude of the bias potential and thickness of the layers on the structure, substructure, stress-deformed state and mechanical characteristics of vacuum-arc multi-layered (TiMo)N/(TiSi)N coatings |
| title_sort | influence of the magnitude of the bias potential and thickness of the layers on the structure, substructure, stress-deformed state and mechanical characteristics of vacuum-arc multi-layered (timo)n/(tisi)n coatings |
| topic | Physics of radiation and ion-plasma technologies |
| topic_facet | Physics of radiation and ion-plasma technologies |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/194419 |
| work_keys_str_mv | AT sobolov influenceofthemagnitudeofthebiaspotentialandthicknessofthelayersonthestructuresubstructurestressdeformedstateandmechanicalcharacteristicsofvacuumarcmultilayeredtimontisincoatings AT postelnykho influenceofthemagnitudeofthebiaspotentialandthicknessofthelayersonthestructuresubstructurestressdeformedstateandmechanicalcharacteristicsofvacuumarcmultilayeredtimontisincoatings AT meylekhovaa influenceofthemagnitudeofthebiaspotentialandthicknessofthelayersonthestructuresubstructurestressdeformedstateandmechanicalcharacteristicsofvacuumarcmultilayeredtimontisincoatings AT subbotinavv influenceofthemagnitudeofthebiaspotentialandthicknessofthelayersonthestructuresubstructurestressdeformedstateandmechanicalcharacteristicsofvacuumarcmultilayeredtimontisincoatings AT stolbovoyva influenceofthemagnitudeofthebiaspotentialandthicknessofthelayersonthestructuresubstructurestressdeformedstateandmechanicalcharacteristicsofvacuumarcmultilayeredtimontisincoatings AT dolomanovav influenceofthemagnitudeofthebiaspotentialandthicknessofthelayersonthestructuresubstructurestressdeformedstateandmechanicalcharacteristicsofvacuumarcmultilayeredtimontisincoatings AT kolesnikovda influenceofthemagnitudeofthebiaspotentialandthicknessofthelayersonthestructuresubstructurestressdeformedstateandmechanicalcharacteristicsofvacuumarcmultilayeredtimontisincoatings AT kovalevamg influenceofthemagnitudeofthebiaspotentialandthicknessofthelayersonthestructuresubstructurestressdeformedstateandmechanicalcharacteristicsofvacuumarcmultilayeredtimontisincoatings AT sukhorukovayuv influenceofthemagnitudeofthebiaspotentialandthicknessofthelayersonthestructuresubstructurestressdeformedstateandmechanicalcharacteristicsofvacuumarcmultilayeredtimontisincoatings AT sobolov vplivveličinipotencíaluzsuvuítovŝinišarívnastrukturusubstrukturunapruženodeformovaniistanímehaníčníharakteristikivakuumnodugovihbagatošarovihtimontisinpokrittív AT postelnykho vplivveličinipotencíaluzsuvuítovŝinišarívnastrukturusubstrukturunapruženodeformovaniistanímehaníčníharakteristikivakuumnodugovihbagatošarovihtimontisinpokrittív AT meylekhovaa vplivveličinipotencíaluzsuvuítovŝinišarívnastrukturusubstrukturunapruženodeformovaniistanímehaníčníharakteristikivakuumnodugovihbagatošarovihtimontisinpokrittív AT subbotinavv vplivveličinipotencíaluzsuvuítovŝinišarívnastrukturusubstrukturunapruženodeformovaniistanímehaníčníharakteristikivakuumnodugovihbagatošarovihtimontisinpokrittív AT stolbovoyva vplivveličinipotencíaluzsuvuítovŝinišarívnastrukturusubstrukturunapruženodeformovaniistanímehaníčníharakteristikivakuumnodugovihbagatošarovihtimontisinpokrittív AT dolomanovav vplivveličinipotencíaluzsuvuítovŝinišarívnastrukturusubstrukturunapruženodeformovaniistanímehaníčníharakteristikivakuumnodugovihbagatošarovihtimontisinpokrittív AT kolesnikovda vplivveličinipotencíaluzsuvuítovŝinišarívnastrukturusubstrukturunapruženodeformovaniistanímehaníčníharakteristikivakuumnodugovihbagatošarovihtimontisinpokrittív AT kovalevamg vplivveličinipotencíaluzsuvuítovŝinišarívnastrukturusubstrukturunapruženodeformovaniistanímehaníčníharakteristikivakuumnodugovihbagatošarovihtimontisinpokrittív AT sukhorukovayuv vplivveličinipotencíaluzsuvuítovŝinišarívnastrukturusubstrukturunapruženodeformovaniistanímehaníčníharakteristikivakuumnodugovihbagatošarovihtimontisinpokrittív AT sobolov vliânieveličinypotencialasmeŝeniâitolŝinysloevnastrukturusubstrukturunaprâžennodeformirovannoesostoânieimehaničeskieharakteristikivakuumnodugovyhmnogosloinyhtimontisinpokrytii AT postelnykho vliânieveličinypotencialasmeŝeniâitolŝinysloevnastrukturusubstrukturunaprâžennodeformirovannoesostoânieimehaničeskieharakteristikivakuumnodugovyhmnogosloinyhtimontisinpokrytii AT meylekhovaa vliânieveličinypotencialasmeŝeniâitolŝinysloevnastrukturusubstrukturunaprâžennodeformirovannoesostoânieimehaničeskieharakteristikivakuumnodugovyhmnogosloinyhtimontisinpokrytii AT subbotinavv vliânieveličinypotencialasmeŝeniâitolŝinysloevnastrukturusubstrukturunaprâžennodeformirovannoesostoânieimehaničeskieharakteristikivakuumnodugovyhmnogosloinyhtimontisinpokrytii AT stolbovoyva vliânieveličinypotencialasmeŝeniâitolŝinysloevnastrukturusubstrukturunaprâžennodeformirovannoesostoânieimehaničeskieharakteristikivakuumnodugovyhmnogosloinyhtimontisinpokrytii AT dolomanovav vliânieveličinypotencialasmeŝeniâitolŝinysloevnastrukturusubstrukturunaprâžennodeformirovannoesostoânieimehaničeskieharakteristikivakuumnodugovyhmnogosloinyhtimontisinpokrytii AT kolesnikovda vliânieveličinypotencialasmeŝeniâitolŝinysloevnastrukturusubstrukturunaprâžennodeformirovannoesostoânieimehaničeskieharakteristikivakuumnodugovyhmnogosloinyhtimontisinpokrytii AT kovalevamg vliânieveličinypotencialasmeŝeniâitolŝinysloevnastrukturusubstrukturunaprâžennodeformirovannoesostoânieimehaničeskieharakteristikivakuumnodugovyhmnogosloinyhtimontisinpokrytii AT sukhorukovayuv vliânieveličinypotencialasmeŝeniâitolŝinysloevnastrukturusubstrukturunaprâžennodeformirovannoesostoânieimehaničeskieharakteristikivakuumnodugovyhmnogosloinyhtimontisinpokrytii |