Effect of arc current on mechanical properties of AlCrN coatings deposited using cathodic arc evaporation
The AlCrN coatings were formed using cathodic arc evaporation at constant nitrogen pressure and arc current ranged from 50 to 120 A. Scanning electron microscopy, energy dispersive analysis, X-ray diffractometry, nanoindentation, adhesion tests and friction tests were used to investigate the effect...
Saved in:
| Published in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Date: | 2022 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2022
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/195662 |
| 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: | Effect of arc current on mechanical properties of AlCrN coatings deposited using cathodic arc evaporation / B. Warcholinski, A. Gilewicz, A.S. Kuprin // Problems of Atomic Science and Technology. — 2022. — № 4. — С. 141-146. — Бібліогр.: 22 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862727730756321280 |
|---|---|
| author | Warcholinski, B. Gilewicz, A. Kuprin, A.S. |
| author_facet | Warcholinski, B. Gilewicz, A. Kuprin, A.S. |
| citation_txt | Effect of arc current on mechanical properties of AlCrN coatings deposited using cathodic arc evaporation / B. Warcholinski, A. Gilewicz, A.S. Kuprin // Problems of Atomic Science and Technology. — 2022. — № 4. — С. 141-146. — Бібліогр.: 22 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | The AlCrN coatings were formed using cathodic arc evaporation at constant nitrogen pressure and arc current ranged from 50 to 120 A. Scanning electron microscopy, energy dispersive analysis, X-ray diffractometry, nanoindentation, adhesion tests and friction tests were used to investigate the effect of arc current on surface morphology, composition, structure, and mechanical and tribological properties of coatings. It was found that all coatings present cubic AlCrN with Al/(Al+Cr) ratio independent on arc current. Increase in the arc current results in increase in lattice parameter, crystallite size as well as deposition rate and coating surface roughness. A decrease in hardness with a simultaneous increase in Young's modulus is also observed. The adhesion of the coatings shows a non-linear character with the maximum (108 N) for the coating formed at an arc current of 80 A, which may explain the best wear resistance – the lowest wear rate 1.4·10⁻⁷ mm³/Nm.
Покриття AlCrN були осаджені за допомогою катодного дугового випаровування при постійному тиску азоту та струмі дуги в діапазоні від 50 до 120 A. Використовували скануючу електронну мікроскопію, енергодисперсійний аналіз, рентгенівську дифрактометрію, наноіндентування, тести на адгезію та на тертя для дослідження ефекту впливу струму дуги на морфологію поверхні, склад, структуру, механічні та трибологічні властивості покриттів. Було виявлено, що всі покриття містять кубічний AlCrN із співвідношенням Al/(Al+Cr), не залежним від струму дуги. Збільшення струму дуги призводить до збільшення параметра решітки, розміру кристалітів, а також швидкості осадження та шорсткості поверхні покриття. Також спостерігається зниження твердості з одночасним збільшенням модуля Юнга. Адгезія покриттів має нелінійний характер з максимумом (108 Н) для покриття, сформованого при струмі дуги 80 А, що може пояснити найкращу зносостійкість – найменша швидкість зношування 1.4·10⁻⁷ mm³/Нм.
|
| first_indexed | 2025-12-07T19:05:08Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-195662 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-07T19:05:08Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Warcholinski, B. Gilewicz, A. Kuprin, A.S. 2023-12-06T10:28:44Z 2023-12-06T10:28:44Z 2022 Effect of arc current on mechanical properties of AlCrN coatings deposited using cathodic arc evaporation / B. Warcholinski, A. Gilewicz, A.S. Kuprin // Problems of Atomic Science and Technology. — 2022. — № 4. — С. 141-146. — Бібліогр.: 22 назв. — англ. 1562-6016 PACS: 52.77.Dq, 52.80.Vp, 62.20.Qp, 81.10.Bk DOI: https://doi.org/10.46813/2022-140-141 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/195662 The AlCrN coatings were formed using cathodic arc evaporation at constant nitrogen pressure and arc current ranged from 50 to 120 A. Scanning electron microscopy, energy dispersive analysis, X-ray diffractometry, nanoindentation, adhesion tests and friction tests were used to investigate the effect of arc current on surface morphology, composition, structure, and mechanical and tribological properties of coatings. It was found that all coatings present cubic AlCrN with Al/(Al+Cr) ratio independent on arc current. Increase in the arc current results in increase in lattice parameter, crystallite size as well as deposition rate and coating surface roughness. A decrease in hardness with a simultaneous increase in Young's modulus is also observed. The adhesion of the coatings shows a non-linear character with the maximum (108 N) for the coating formed at an arc current of 80 A, which may explain the best wear resistance – the lowest wear rate 1.4·10⁻⁷ mm³/Nm. Покриття AlCrN були осаджені за допомогою катодного дугового випаровування при постійному тиску азоту та струмі дуги в діапазоні від 50 до 120 A. Використовували скануючу електронну мікроскопію, енергодисперсійний аналіз, рентгенівську дифрактометрію, наноіндентування, тести на адгезію та на тертя для дослідження ефекту впливу струму дуги на морфологію поверхні, склад, структуру, механічні та трибологічні властивості покриттів. Було виявлено, що всі покриття містять кубічний AlCrN із співвідношенням Al/(Al+Cr), не залежним від струму дуги. Збільшення струму дуги призводить до збільшення параметра решітки, розміру кристалітів, а також швидкості осадження та шорсткості поверхні покриття. Також спостерігається зниження твердості з одночасним збільшенням модуля Юнга. Адгезія покриттів має нелінійний характер з максимумом (108 Н) для покриття, сформованого при струмі дуги 80 А, що може пояснити найкращу зносостійкість – найменша швидкість зношування 1.4·10⁻⁷ mm³/Нм. en Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Physics of radiation and ion-plasma technologies Effect of arc current on mechanical properties of AlCrN coatings deposited using cathodic arc evaporation Вплив струму дуги на механічні властивості покриттів AlCrN, осаджених за допомогою катодно-дугового випаровування Article published earlier |
| spellingShingle | Effect of arc current on mechanical properties of AlCrN coatings deposited using cathodic arc evaporation Warcholinski, B. Gilewicz, A. Kuprin, A.S. Physics of radiation and ion-plasma technologies |
| title | Effect of arc current on mechanical properties of AlCrN coatings deposited using cathodic arc evaporation |
| title_alt | Вплив струму дуги на механічні властивості покриттів AlCrN, осаджених за допомогою катодно-дугового випаровування |
| title_full | Effect of arc current on mechanical properties of AlCrN coatings deposited using cathodic arc evaporation |
| title_fullStr | Effect of arc current on mechanical properties of AlCrN coatings deposited using cathodic arc evaporation |
| title_full_unstemmed | Effect of arc current on mechanical properties of AlCrN coatings deposited using cathodic arc evaporation |
| title_short | Effect of arc current on mechanical properties of AlCrN coatings deposited using cathodic arc evaporation |
| title_sort | effect of arc current on mechanical properties of alcrn coatings deposited using cathodic arc evaporation |
| topic | Physics of radiation and ion-plasma technologies |
| topic_facet | Physics of radiation and ion-plasma technologies |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/195662 |
| work_keys_str_mv | AT warcholinskib effectofarccurrentonmechanicalpropertiesofalcrncoatingsdepositedusingcathodicarcevaporation AT gilewicza effectofarccurrentonmechanicalpropertiesofalcrncoatingsdepositedusingcathodicarcevaporation AT kuprinas effectofarccurrentonmechanicalpropertiesofalcrncoatingsdepositedusingcathodicarcevaporation AT warcholinskib vplivstrumuduginamehaníčnívlastivostípokrittívalcrnosadženihzadopomogoûkatodnodugovogoviparovuvannâ AT gilewicza vplivstrumuduginamehaníčnívlastivostípokrittívalcrnosadženihzadopomogoûkatodnodugovogoviparovuvannâ AT kuprinas vplivstrumuduginamehaníčnívlastivostípokrittívalcrnosadženihzadopomogoûkatodnodugovogoviparovuvannâ |