Effect of nitrogen pressure on the structural and mechanical properties of V-Mo-N coatings deposited by cathodic arc evaporation
The coatings of the V-Mo-N system were deposited by the cathodic arc evaporation method from the unfiltered plasma of two V and Mo cathodes. Electron microscopy, energy dispersive analysis, X-ray diffractometry, nanoindentation, and adhesion testing have been used to study the effect of nitrogen pre...
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/123456789/195664 |
| 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 nitrogen pressure on the structural and mechanical properties of V-Mo-N coatings deposited by cathodic arc evaporation / A.S. Kuprin, E.N. Reshetnyak, A. Gilewicz, B. Warcholinski, R.L. Vasilenko, H.Yu. Rostova, I.O Klimenko, G.N. Tolmachova, A.V. Ilchenko // Problems of Atomic Science and Technology. — 2022. — № 4. — С. 107-113. — Бібліогр.: 26 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-195664 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Kuprin, A.S. Reshetnyak, E.N. Gilewicz, A. Warcholinski, B. Vasilenko, R.L. Rostova, H.Yu. Klimenko, I.O. Tolmachova, G.N. Ilchenko, A.V. 2023-12-06T10:30:10Z 2023-12-06T10:30:10Z 2022 Effect of nitrogen pressure on the structural and mechanical properties of V-Mo-N coatings deposited by cathodic arc evaporation / A.S. Kuprin, E.N. Reshetnyak, A. Gilewicz, B. Warcholinski, R.L. Vasilenko, H.Yu. Rostova, I.O Klimenko, G.N. Tolmachova, A.V. Ilchenko // Problems of Atomic Science and Technology. — 2022. — № 4. — С. 107-113. — Бібліогр.: 26 назв. — англ. 1562-6016 DOI: https://doi.org/10.46813/2022-140-107 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/195664 621.785.532 The coatings of the V-Mo-N system were deposited by the cathodic arc evaporation method from the unfiltered plasma of two V and Mo cathodes. Electron microscopy, energy dispersive analysis, X-ray diffractometry, nanoindentation, and adhesion testing have been used to study the effect of nitrogen pressure during deposition on surface morphology, composition, structure, and mechanical properties of coatings. It was found that at a nitrogen pressure of 1 Pa the V₂₉Mo₂₁N₅₀ coating formed with a predominantly cubic c-(V,Mo)N structure and an insignificant fraction of hexagonal h-(Mo,V)N. With an increase in the pressure of the reaction gas to 2…3 Pa, a gradual increase in the concentration of nitrogen up to 54 at.% and molybdenum up to 26 at.% is observed, which leads to a slight increase in the hexagonal phase concentration. All coatings are characterized by a fairly good surface quality, high hardness of 30…32 GPa and adhesion to the steel substrate. The c-(V,Mo)N coating has better resistance to crack propagation, correlates with a maximum H³/E² – 0.18, and combines high hardness and ductility. Покриття системи V-Mo-N осаджували вакуумно-дуговим методом з нефільтрованої плазми двох катодів з V та Mo. Методами електронної мікроскопії, енергодисперсійного аналізу, рентгенівської дифрактометрії, наноіндентування та адгезійного тестування досліджено вплив зміни тиску азоту при осадженні на морфологію поверхні, склад, структуру та механічні властивості покриттів. З’ясовано, що при тиску азоту 1 Па формується покриття V₂₉Mo₂₁N₅₀ з переважно кубічною структурою c-(V,Mo)N і незначною часткою гексагонального h-(Mo,V)N. Збільшення тиску реакційного газу до 2…3 Па викликає поступове зростання концентрації азоту до 54 ат.% і молібдену до 26 ат.%, що призводить до невеликого збільшення вмісту гексагональної фази. Усі покриття характеризуються достатньо гарною якістю поверхні, високими показниками твердості (30…32 ГПа) та адгезії до сталевої підкладки. Покриття c-(V,Mo)N демонструють при навантаженні кращу стійкість до поширення тріщин, що корелює з максимальним значенням параметрa H³/E² – 0,18, і також поєднання високої твердості та пластичності. en Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Physics of radiation and ion-plasma technologies Effect of nitrogen pressure on the structural and mechanical properties of V-Mo-N coatings deposited by cathodic arc evaporation Вплив тиску азоту на структуру та механічні властивості покриттів V-Mo-N, синтезованих методом вакуумно-дугового осадження Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Effect of nitrogen pressure on the structural and mechanical properties of V-Mo-N coatings deposited by cathodic arc evaporation |
| spellingShingle |
Effect of nitrogen pressure on the structural and mechanical properties of V-Mo-N coatings deposited by cathodic arc evaporation Kuprin, A.S. Reshetnyak, E.N. Gilewicz, A. Warcholinski, B. Vasilenko, R.L. Rostova, H.Yu. Klimenko, I.O. Tolmachova, G.N. Ilchenko, A.V. Physics of radiation and ion-plasma technologies |
| title_short |
Effect of nitrogen pressure on the structural and mechanical properties of V-Mo-N coatings deposited by cathodic arc evaporation |
| title_full |
Effect of nitrogen pressure on the structural and mechanical properties of V-Mo-N coatings deposited by cathodic arc evaporation |
| title_fullStr |
Effect of nitrogen pressure on the structural and mechanical properties of V-Mo-N coatings deposited by cathodic arc evaporation |
| title_full_unstemmed |
Effect of nitrogen pressure on the structural and mechanical properties of V-Mo-N coatings deposited by cathodic arc evaporation |
| title_sort |
effect of nitrogen pressure on the structural and mechanical properties of v-mo-n coatings deposited by cathodic arc evaporation |
| author |
Kuprin, A.S. Reshetnyak, E.N. Gilewicz, A. Warcholinski, B. Vasilenko, R.L. Rostova, H.Yu. Klimenko, I.O. Tolmachova, G.N. Ilchenko, A.V. |
| author_facet |
Kuprin, A.S. Reshetnyak, E.N. Gilewicz, A. Warcholinski, B. Vasilenko, R.L. Rostova, H.Yu. Klimenko, I.O. Tolmachova, G.N. Ilchenko, A.V. |
| topic |
Physics of radiation and ion-plasma technologies |
| topic_facet |
Physics of radiation and ion-plasma technologies |
| publishDate |
2022 |
| language |
English |
| container_title |
Вопросы атомной науки и техники |
| publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Вплив тиску азоту на структуру та механічні властивості покриттів V-Mo-N, синтезованих методом вакуумно-дугового осадження |
| description |
The coatings of the V-Mo-N system were deposited by the cathodic arc evaporation method from the unfiltered plasma of two V and Mo cathodes. Electron microscopy, energy dispersive analysis, X-ray diffractometry, nanoindentation, and adhesion testing have been used to study the effect of nitrogen pressure during deposition on surface morphology, composition, structure, and mechanical properties of coatings. It was found that at a nitrogen pressure of 1 Pa the V₂₉Mo₂₁N₅₀ coating formed with a predominantly cubic c-(V,Mo)N structure and an insignificant fraction of hexagonal h-(Mo,V)N. With an increase in the pressure of the reaction gas to 2…3 Pa, a gradual increase in the concentration of nitrogen up to 54 at.% and molybdenum up to 26 at.% is observed, which leads to a slight increase in the hexagonal phase concentration. All coatings are characterized by a fairly good surface quality, high hardness of 30…32 GPa and adhesion to the steel substrate. The c-(V,Mo)N coating has better resistance to crack propagation, correlates with a maximum H³/E² – 0.18, and combines high hardness and ductility.
Покриття системи V-Mo-N осаджували вакуумно-дуговим методом з нефільтрованої плазми двох катодів з V та Mo. Методами електронної мікроскопії, енергодисперсійного аналізу, рентгенівської дифрактометрії, наноіндентування та адгезійного тестування досліджено вплив зміни тиску азоту при осадженні на морфологію поверхні, склад, структуру та механічні властивості покриттів. З’ясовано, що при тиску азоту 1 Па формується покриття V₂₉Mo₂₁N₅₀ з переважно кубічною структурою c-(V,Mo)N і незначною часткою гексагонального h-(Mo,V)N. Збільшення тиску реакційного газу до 2…3 Па викликає поступове зростання концентрації азоту до 54 ат.% і молібдену до 26 ат.%, що призводить до невеликого збільшення вмісту гексагональної фази. Усі покриття характеризуються достатньо гарною якістю поверхні, високими показниками твердості (30…32 ГПа) та адгезії до сталевої підкладки. Покриття c-(V,Mo)N демонструють при навантаженні кращу стійкість до поширення тріщин, що корелює з максимальним значенням параметрa H³/E² – 0,18, і також поєднання високої твердості та пластичності.
|
| issn |
1562-6016 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/195664 |
| citation_txt |
Effect of nitrogen pressure on the structural and mechanical properties of V-Mo-N coatings deposited by cathodic arc evaporation / A.S. Kuprin, E.N. Reshetnyak, A. Gilewicz, B. Warcholinski, R.L. Vasilenko, H.Yu. Rostova, I.O Klimenko, G.N. Tolmachova, A.V. Ilchenko // Problems of Atomic Science and Technology. — 2022. — № 4. — С. 107-113. — Бібліогр.: 26 назв. — англ. |
| work_keys_str_mv |
AT kuprinas effectofnitrogenpressureonthestructuralandmechanicalpropertiesofvmoncoatingsdepositedbycathodicarcevaporation AT reshetnyaken effectofnitrogenpressureonthestructuralandmechanicalpropertiesofvmoncoatingsdepositedbycathodicarcevaporation AT gilewicza effectofnitrogenpressureonthestructuralandmechanicalpropertiesofvmoncoatingsdepositedbycathodicarcevaporation AT warcholinskib effectofnitrogenpressureonthestructuralandmechanicalpropertiesofvmoncoatingsdepositedbycathodicarcevaporation AT vasilenkorl effectofnitrogenpressureonthestructuralandmechanicalpropertiesofvmoncoatingsdepositedbycathodicarcevaporation AT rostovahyu effectofnitrogenpressureonthestructuralandmechanicalpropertiesofvmoncoatingsdepositedbycathodicarcevaporation AT klimenkoio effectofnitrogenpressureonthestructuralandmechanicalpropertiesofvmoncoatingsdepositedbycathodicarcevaporation AT tolmachovagn effectofnitrogenpressureonthestructuralandmechanicalpropertiesofvmoncoatingsdepositedbycathodicarcevaporation AT ilchenkoav effectofnitrogenpressureonthestructuralandmechanicalpropertiesofvmoncoatingsdepositedbycathodicarcevaporation AT kuprinas vplivtiskuazotunastrukturutamehaníčnívlastivostípokrittívvmonsintezovanihmetodomvakuumnodugovogoosadžennâ AT reshetnyaken vplivtiskuazotunastrukturutamehaníčnívlastivostípokrittívvmonsintezovanihmetodomvakuumnodugovogoosadžennâ AT gilewicza vplivtiskuazotunastrukturutamehaníčnívlastivostípokrittívvmonsintezovanihmetodomvakuumnodugovogoosadžennâ AT warcholinskib vplivtiskuazotunastrukturutamehaníčnívlastivostípokrittívvmonsintezovanihmetodomvakuumnodugovogoosadžennâ AT vasilenkorl vplivtiskuazotunastrukturutamehaníčnívlastivostípokrittívvmonsintezovanihmetodomvakuumnodugovogoosadžennâ AT rostovahyu vplivtiskuazotunastrukturutamehaníčnívlastivostípokrittívvmonsintezovanihmetodomvakuumnodugovogoosadžennâ AT klimenkoio vplivtiskuazotunastrukturutamehaníčnívlastivostípokrittívvmonsintezovanihmetodomvakuumnodugovogoosadžennâ AT tolmachovagn vplivtiskuazotunastrukturutamehaníčnívlastivostípokrittívvmonsintezovanihmetodomvakuumnodugovogoosadžennâ AT ilchenkoav vplivtiskuazotunastrukturutamehaníčnívlastivostípokrittívvmonsintezovanihmetodomvakuumnodugovogoosadžennâ |
| first_indexed |
2025-12-07T20:20:28Z |
| last_indexed |
2025-12-07T20:20:28Z |
| _version_ |
1850882212723949568 |