The use of negative bias potential for structural engineering of vacuum-arc nitride coatings based on high-entropy alloys
The effect of negative bias potential (Ub = -40, -110, and -200 V) during the deposition of multi-element coatings on their composition, structure and mechanical properties was studied. It was established that during the transition from a multi-element alloy to a nitride, a single-phase state possib...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Datum: | 2019 |
| Hauptverfasser: | , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2019
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/194954 |
| 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: | The use of negative bias potential for structural engineering of vacuum-arc nitride coatings based on high-entropy alloys / O.V. Sobol', A.A. Andreev, V.F. Gorban', Н.О. Postelnyk, V.A. Stolbovoy, A.V. Zvyagolsky, A.V. Dolomanov, Zh.V. Kraievska // Problems of atomic science and technology. — 2019. — № 2. — С. 127-135. — Бібліогр.: 45 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862704178665619456 |
|---|---|
| author | Sobol', O.V. Andreev, A.A. Gorban', V.F. Postelnyk, Н.О. Stolbovoy, V.A. Zvyagolsky, A.V. Dolomanov, A.V. Kraievska, Zh.V. |
| author_facet | Sobol', O.V. Andreev, A.A. Gorban', V.F. Postelnyk, Н.О. Stolbovoy, V.A. Zvyagolsky, A.V. Dolomanov, A.V. Kraievska, Zh.V. |
| citation_txt | The use of negative bias potential for structural engineering of vacuum-arc nitride coatings based on high-entropy alloys / O.V. Sobol', A.A. Andreev, V.F. Gorban', Н.О. Postelnyk, V.A. Stolbovoy, A.V. Zvyagolsky, A.V. Dolomanov, Zh.V. Kraievska // Problems of atomic science and technology. — 2019. — № 2. — С. 127-135. — Бібліогр.: 45 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | The effect of negative bias potential (Ub = -40, -110, and -200 V) during the deposition of multi-element coatings on their composition, structure and mechanical properties was studied. It was established that during the transition from a multi-element alloy to a nitride, a single-phase state possible to form on its basis (based on the fcc metal lattice, structural type NaCl). In this case, the composition (FeCoNiCuAlCrV)N of coatings with increasing Ub is depleted by the element with the lowest enthalpy of formation of nitride (Cu). In (AlCrTiNbSi)N and (AlCrTiZrNbV)N coatings, the content of low-mass elements (Si and Al) decreases with increasing Ub. In (TiZrHfVNb)N coatings of strong nitride-forming elements with increasing Ub to 200 V, the composition practically does not change. The structure of such coatings is characterized by the presence of a texture with the [111] axis. The presence of weak nitride-forming elements in (FeCoNiCuAlCrV)N coatings leads to the formation of texture [110] for large Ub = 110…200 V. In such coatings, the hardness does not exceed 35 GPa. It is shown that to achieve high hardness at high Ub it is necessary to increase the content in the high-entropy alloy of elements with high nitrideforming ability. In this case, in (TiZrHfVNb)N coatings (made of strong nitride-forming elements with a large mass) at Ub = 200 V, the hardness exceeds 45 GPa.
Досліджено вплив негативного потенціалу зміщення (Ub = -40, -110 і -200 В) при осадженні багатоелементних покриттів на їх склад, структуру і механічні властивості. Встановлено, що при переході від багатоелементного сплаву до нітриду на його основі можливе формування однофазного стану (на основі ГЦК металевої решітки структурний тип NaCl). При цьому склад (FeCoNiCuAlCrV)N-покриттів зі збільшенням Ub збіднюється елементом з найменшою ентальпією утворення нітриду (Cu). У (AlCrTiNbSi)N- і (AlCrTiZrNbV)N-покриттях зі збільшенням Ub зменшується вміст елементів з малою масою (Si і Al). У (TiZrHfVNb)N-покриттях, що складаються з сильних нітрідоутворюючих елементів з великою масою, при збільшенні Ub до 200 В склад практично не змінюється. Структура таких покриттів характеризується наявністю текстури з віссю [111]. Наявність слабких нітрідоутворюючих елементів у (FeCoNiCuAlCrV)Nпокриттях призводить при великих Ub = 110…200 В до формування текстури [110]. У таких покриттях твердість не перевищує 35 ГПа. Показано, що для досягнення високої твердості при великих Ub необхідно збільшувати вміст у високоентропійному сплаві елементів з високою нітрідоутворюючою здатністю. При цьому в (TiZrHfVNb)N-покриттях (з сильних нітрідоутворюючих елементів з великою масою) при Ub = 200 В твердість перевищує 45 ГПа.
Исследовано влияние отрицательного потенциала смещения (Ub = -40, -110 и -200 В) при осаждении многоэлементных покрытий на их состав, структуру и механические свойства. Установлено, что при переходе от многоэлементного сплава к нитриду на его основе возможно формирование однофазного состояния (на основе ГЦК металлической решетки - структурный тип NaCl). При этом состав (FeCoNiCuAlCrV)Nпокрытий с увеличением Ub обедняется элементом с наименьшей энтальпией образования нитрида (Cu). В (AlCrTiNbSi)N- и (AlCrTiZrNbV)N-покрытиях с увеличением Ub уменьшается содержание элементов с малой массой (Si и Al). В (TiZrHfVNb)N-покрытиях из сильных нитридообразующих элементов с большой массой при увеличении Ub до 200 В состав практически не изменяется. Структура таких покрытий характеризуется наличием текстуры с осью [111]. Наличие слабых нитридообразующих элементов в (FeCoNiCuAlCrV)N-покрытиях приводит при больших Ub =110…200 В к формированию текстуры [110]. В таких покрытиях твердость не превышает 35 ГПа. Показано, что для достижения высокой твердости при больших Ub необходимо увеличивать содержание в высокоэнтропийном сплаве элементов с высокой нитридообразующей способностью. При этом в (TiZrHfVNb)N-покрытиях (из сильных нитридообразующих элементов с большой массой) при Ub = 200 В твердость превышает 45 ГПа.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:50:34Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-194954 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-07T16:50:34Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Sobol', O.V. Andreev, A.A. Gorban', V.F. Postelnyk, Н.О. Stolbovoy, V.A. Zvyagolsky, A.V. Dolomanov, A.V. Kraievska, Zh.V. 2023-12-01T18:50:57Z 2023-12-01T18:50:57Z 2019 The use of negative bias potential for structural engineering of vacuum-arc nitride coatings based on high-entropy alloys / O.V. Sobol', A.A. Andreev, V.F. Gorban', Н.О. Postelnyk, V.A. Stolbovoy, A.V. Zvyagolsky, A.V. Dolomanov, Zh.V. Kraievska // Problems of atomic science and technology. — 2019. — № 2. — С. 127-135. — Бібліогр.: 45 назв. — англ. 1562-6016 PACS: 64.75.St, 81.07.Bc, 62.25.-g, 61.05.cp, 61.82.Rx https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/194954 The effect of negative bias potential (Ub = -40, -110, and -200 V) during the deposition of multi-element coatings on their composition, structure and mechanical properties was studied. It was established that during the transition from a multi-element alloy to a nitride, a single-phase state possible to form on its basis (based on the fcc metal lattice, structural type NaCl). In this case, the composition (FeCoNiCuAlCrV)N of coatings with increasing Ub is depleted by the element with the lowest enthalpy of formation of nitride (Cu). In (AlCrTiNbSi)N and (AlCrTiZrNbV)N coatings, the content of low-mass elements (Si and Al) decreases with increasing Ub. In (TiZrHfVNb)N coatings of strong nitride-forming elements with increasing Ub to 200 V, the composition practically does not change. The structure of such coatings is characterized by the presence of a texture with the [111] axis. The presence of weak nitride-forming elements in (FeCoNiCuAlCrV)N coatings leads to the formation of texture [110] for large Ub = 110…200 V. In such coatings, the hardness does not exceed 35 GPa. It is shown that to achieve high hardness at high Ub it is necessary to increase the content in the high-entropy alloy of elements with high nitrideforming ability. In this case, in (TiZrHfVNb)N coatings (made of strong nitride-forming elements with a large mass) at Ub = 200 V, the hardness exceeds 45 GPa. Досліджено вплив негативного потенціалу зміщення (Ub = -40, -110 і -200 В) при осадженні багатоелементних покриттів на їх склад, структуру і механічні властивості. Встановлено, що при переході від багатоелементного сплаву до нітриду на його основі можливе формування однофазного стану (на основі ГЦК металевої решітки структурний тип NaCl). При цьому склад (FeCoNiCuAlCrV)N-покриттів зі збільшенням Ub збіднюється елементом з найменшою ентальпією утворення нітриду (Cu). У (AlCrTiNbSi)N- і (AlCrTiZrNbV)N-покриттях зі збільшенням Ub зменшується вміст елементів з малою масою (Si і Al). У (TiZrHfVNb)N-покриттях, що складаються з сильних нітрідоутворюючих елементів з великою масою, при збільшенні Ub до 200 В склад практично не змінюється. Структура таких покриттів характеризується наявністю текстури з віссю [111]. Наявність слабких нітрідоутворюючих елементів у (FeCoNiCuAlCrV)Nпокриттях призводить при великих Ub = 110…200 В до формування текстури [110]. У таких покриттях твердість не перевищує 35 ГПа. Показано, що для досягнення високої твердості при великих Ub необхідно збільшувати вміст у високоентропійному сплаві елементів з високою нітрідоутворюючою здатністю. При цьому в (TiZrHfVNb)N-покриттях (з сильних нітрідоутворюючих елементів з великою масою) при Ub = 200 В твердість перевищує 45 ГПа. Исследовано влияние отрицательного потенциала смещения (Ub = -40, -110 и -200 В) при осаждении многоэлементных покрытий на их состав, структуру и механические свойства. Установлено, что при переходе от многоэлементного сплава к нитриду на его основе возможно формирование однофазного состояния (на основе ГЦК металлической решетки - структурный тип NaCl). При этом состав (FeCoNiCuAlCrV)Nпокрытий с увеличением Ub обедняется элементом с наименьшей энтальпией образования нитрида (Cu). В (AlCrTiNbSi)N- и (AlCrTiZrNbV)N-покрытиях с увеличением Ub уменьшается содержание элементов с малой массой (Si и Al). В (TiZrHfVNb)N-покрытиях из сильных нитридообразующих элементов с большой массой при увеличении Ub до 200 В состав практически не изменяется. Структура таких покрытий характеризуется наличием текстуры с осью [111]. Наличие слабых нитридообразующих элементов в (FeCoNiCuAlCrV)N-покрытиях приводит при больших Ub =110…200 В к формированию текстуры [110]. В таких покрытиях твердость не превышает 35 ГПа. Показано, что для достижения высокой твердости при больших Ub необходимо увеличивать содержание в высокоэнтропийном сплаве элементов с высокой нитридообразующей способностью. При этом в (TiZrHfVNb)N-покрытиях (из сильных нитридообразующих элементов с большой массой) при Ub = 200 В твердость превышает 45 ГПа. en Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Physics of radiotechnology and ion-plasma technologies The use of negative bias potential for structural engineering of vacuum-arc nitride coatings based on high-entropy alloys Використання негативного потенціалу зміщення для структурної інженерії вакуумно-дугових нітридних покриттів на основі високоентропійних сплавів Использование отрицательного потенциала смещения для структурной инженерии вакуумно-дуговых нитридных покрытий на основе высокоэнтропийных сплавов Article published earlier |
| spellingShingle | The use of negative bias potential for structural engineering of vacuum-arc nitride coatings based on high-entropy alloys Sobol', O.V. Andreev, A.A. Gorban', V.F. Postelnyk, Н.О. Stolbovoy, V.A. Zvyagolsky, A.V. Dolomanov, A.V. Kraievska, Zh.V. Physics of radiotechnology and ion-plasma technologies |
| title | The use of negative bias potential for structural engineering of vacuum-arc nitride coatings based on high-entropy alloys |
| title_alt | Використання негативного потенціалу зміщення для структурної інженерії вакуумно-дугових нітридних покриттів на основі високоентропійних сплавів Использование отрицательного потенциала смещения для структурной инженерии вакуумно-дуговых нитридных покрытий на основе высокоэнтропийных сплавов |
| title_full | The use of negative bias potential for structural engineering of vacuum-arc nitride coatings based on high-entropy alloys |
| title_fullStr | The use of negative bias potential for structural engineering of vacuum-arc nitride coatings based on high-entropy alloys |
| title_full_unstemmed | The use of negative bias potential for structural engineering of vacuum-arc nitride coatings based on high-entropy alloys |
| title_short | The use of negative bias potential for structural engineering of vacuum-arc nitride coatings based on high-entropy alloys |
| title_sort | use of negative bias potential for structural engineering of vacuum-arc nitride coatings based on high-entropy alloys |
| topic | Physics of radiotechnology and ion-plasma technologies |
| topic_facet | Physics of radiotechnology and ion-plasma technologies |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/194954 |
| work_keys_str_mv | AT sobolov theuseofnegativebiaspotentialforstructuralengineeringofvacuumarcnitridecoatingsbasedonhighentropyalloys AT andreevaa theuseofnegativebiaspotentialforstructuralengineeringofvacuumarcnitridecoatingsbasedonhighentropyalloys AT gorbanvf theuseofnegativebiaspotentialforstructuralengineeringofvacuumarcnitridecoatingsbasedonhighentropyalloys AT postelnykno theuseofnegativebiaspotentialforstructuralengineeringofvacuumarcnitridecoatingsbasedonhighentropyalloys AT stolbovoyva theuseofnegativebiaspotentialforstructuralengineeringofvacuumarcnitridecoatingsbasedonhighentropyalloys AT zvyagolskyav theuseofnegativebiaspotentialforstructuralengineeringofvacuumarcnitridecoatingsbasedonhighentropyalloys AT dolomanovav theuseofnegativebiaspotentialforstructuralengineeringofvacuumarcnitridecoatingsbasedonhighentropyalloys AT kraievskazhv theuseofnegativebiaspotentialforstructuralengineeringofvacuumarcnitridecoatingsbasedonhighentropyalloys AT sobolov vikoristannânegativnogopotencíaluzmíŝennâdlâstrukturnoíínženeríívakuumnodugovihnítridnihpokrittívnaosnovívisokoentropíinihsplavív AT andreevaa vikoristannânegativnogopotencíaluzmíŝennâdlâstrukturnoíínženeríívakuumnodugovihnítridnihpokrittívnaosnovívisokoentropíinihsplavív AT gorbanvf vikoristannânegativnogopotencíaluzmíŝennâdlâstrukturnoíínženeríívakuumnodugovihnítridnihpokrittívnaosnovívisokoentropíinihsplavív AT postelnykno vikoristannânegativnogopotencíaluzmíŝennâdlâstrukturnoíínženeríívakuumnodugovihnítridnihpokrittívnaosnovívisokoentropíinihsplavív AT stolbovoyva vikoristannânegativnogopotencíaluzmíŝennâdlâstrukturnoíínženeríívakuumnodugovihnítridnihpokrittívnaosnovívisokoentropíinihsplavív AT zvyagolskyav vikoristannânegativnogopotencíaluzmíŝennâdlâstrukturnoíínženeríívakuumnodugovihnítridnihpokrittívnaosnovívisokoentropíinihsplavív AT dolomanovav vikoristannânegativnogopotencíaluzmíŝennâdlâstrukturnoíínženeríívakuumnodugovihnítridnihpokrittívnaosnovívisokoentropíinihsplavív AT kraievskazhv vikoristannânegativnogopotencíaluzmíŝennâdlâstrukturnoíínženeríívakuumnodugovihnítridnihpokrittívnaosnovívisokoentropíinihsplavív AT sobolov ispolʹzovanieotricatelʹnogopotencialasmeŝeniâdlâstrukturnoiinženeriivakuumnodugovyhnitridnyhpokrytiinaosnovevysokoéntropiinyhsplavov AT andreevaa ispolʹzovanieotricatelʹnogopotencialasmeŝeniâdlâstrukturnoiinženeriivakuumnodugovyhnitridnyhpokrytiinaosnovevysokoéntropiinyhsplavov AT gorbanvf ispolʹzovanieotricatelʹnogopotencialasmeŝeniâdlâstrukturnoiinženeriivakuumnodugovyhnitridnyhpokrytiinaosnovevysokoéntropiinyhsplavov AT postelnykno ispolʹzovanieotricatelʹnogopotencialasmeŝeniâdlâstrukturnoiinženeriivakuumnodugovyhnitridnyhpokrytiinaosnovevysokoéntropiinyhsplavov AT stolbovoyva ispolʹzovanieotricatelʹnogopotencialasmeŝeniâdlâstrukturnoiinženeriivakuumnodugovyhnitridnyhpokrytiinaosnovevysokoéntropiinyhsplavov AT zvyagolskyav ispolʹzovanieotricatelʹnogopotencialasmeŝeniâdlâstrukturnoiinženeriivakuumnodugovyhnitridnyhpokrytiinaosnovevysokoéntropiinyhsplavov AT dolomanovav ispolʹzovanieotricatelʹnogopotencialasmeŝeniâdlâstrukturnoiinženeriivakuumnodugovyhnitridnyhpokrytiinaosnovevysokoéntropiinyhsplavov AT kraievskazhv ispolʹzovanieotricatelʹnogopotencialasmeŝeniâdlâstrukturnoiinženeriivakuumnodugovyhnitridnyhpokrytiinaosnovevysokoéntropiinyhsplavov AT sobolov useofnegativebiaspotentialforstructuralengineeringofvacuumarcnitridecoatingsbasedonhighentropyalloys AT andreevaa useofnegativebiaspotentialforstructuralengineeringofvacuumarcnitridecoatingsbasedonhighentropyalloys AT gorbanvf useofnegativebiaspotentialforstructuralengineeringofvacuumarcnitridecoatingsbasedonhighentropyalloys AT postelnykno useofnegativebiaspotentialforstructuralengineeringofvacuumarcnitridecoatingsbasedonhighentropyalloys AT stolbovoyva useofnegativebiaspotentialforstructuralengineeringofvacuumarcnitridecoatingsbasedonhighentropyalloys AT zvyagolskyav useofnegativebiaspotentialforstructuralengineeringofvacuumarcnitridecoatingsbasedonhighentropyalloys AT dolomanovav useofnegativebiaspotentialforstructuralengineeringofvacuumarcnitridecoatingsbasedonhighentropyalloys AT kraievskazhv useofnegativebiaspotentialforstructuralengineeringofvacuumarcnitridecoatingsbasedonhighentropyalloys |