Модификация поверхности сплава Э110 осаждением многослойных Zr/ZrN покрытий и ионным облучением

Представлены результаты экспериментов по получению и изучению свойств многослойных Zr/ZrN покрытий на сплаве Э110 при их осаждении из плазмы вакуумно-дугового разряда. Получены “разгруженные” многослойные Zr/ZrN конденсаты, состоящие из чередующихся мягких, пластичных тонких слоев чистого циркония и...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2009
Main Authors:	Белоус, В.А., Леонов, С.А., Носов, Г.И., Хороших, В.М., Ломино, Н.С., Толмачева, Г.Н., Бровина, М.А., Ермоленко, И.Г.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України 2009
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7953
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:	Модификация поверхности сплава Э110 осаждением многослойных Zr/ZrN покрытий и ионным облучением / В.А. Белоус, С.А. Леонов, Г.И. Носов, В.М. Хороших, Н.С. Ломино, Г.Н. Толмачева, М.А. Бровина, И.Г. Ермоленко // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 1-2. — С. 76-81. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859693874864193536
author	Белоус, В.А. Леонов, С.А. Носов, Г.И. Хороших, В.М. Ломино, Н.С. Толмачева, Г.Н. Бровина, М.А. Ермоленко, И.Г.
author_facet	Белоус, В.А. Леонов, С.А. Носов, Г.И. Хороших, В.М. Ломино, Н.С. Толмачева, Г.Н. Бровина, М.А. Ермоленко, И.Г.
citation_txt	Модификация поверхности сплава Э110 осаждением многослойных Zr/ZrN покрытий и ионным облучением / В.А. Белоус, С.А. Леонов, Г.И. Носов, В.М. Хороших, Н.С. Ломино, Г.Н. Толмачева, М.А. Бровина, И.Г. Ермоленко // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 1-2. — С. 76-81. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
collection	DSpace DC
description	Представлены результаты экспериментов по получению и изучению свойств многослойных Zr/ZrN покрытий на сплаве Э110 при их осаждении из плазмы вакуумно-дугового разряда. Получены “разгруженные” многослойные Zr/ZrN конденсаты, состоящие из чередующихся мягких, пластичных тонких слоев чистого циркония и твердых тонких слоев ZrN. Многослойные Zr/ZrN конденсаты отличаются от толстых нитридных покрытий меньшими внутренними напряжениями, отсутствием трещин, высокой адгезией к подложке и между слоями. Изучены свойства многослойных Zr/ZrN конденсатов: электрохимическое поведение с помощью потенциостатического метода и механические свойства с помощью метода наноиндентирования. Полученные градиентные наноструктурные Zr/ZrN конденсаты отличаются повышенной твердостью и коррозионной стойкостью. Рассмотрено влияние облучения ионами Zr+ и Ar+ на твердость и коррозию Zr/ZrN конденсатов. Представлено результати експериментів по одержанню й вивченню властивостей багатошарових Zr/ZrN покриттів на сплаві Е110 при їхньому осадженні із плазми вакуумнодугового розряду. Отримані “розвантажені” багатошарові Zr/ZrN конденсати, що складаються із чергуючих м’яких, пластичних тонких шарів чистого цирконію й твердих тонких шарів ZrN. Багатошарові Zr/ZrN конденсати відрізняються від товстих нітридних покриттів меншими внутрішніми напруженнями, відсутністю тріщин, високою адгезією до підкладки й між шарами. Вивчено властивості багатошарових Zr/ZrN конденсатів: електрохімічне поводження за допомогою потенціостатичного методу й механічні властивості за допомогою методу наноіндентування. Отримані градиєнтні наноструктурні Zr/ZrN конденсати відрізняються підвищеною твердістю й корозійною стійкістю. Розглянуто вплив опромінення іонами Zr+ та Ar+ на твердість і корозію Zr/ZrN конденсатів. Results of experiments on reception and studying of properties multilayered Zr/ZrN coverings on alloy E110 are presented at their sedimentation from plasma of the vacuum-arc discharge. Are received “unloaded” multilayered Zr/ZrN the condensates consisting of alternating soft, plastic thin layers of pure zirconium and firm thin layers ZrN. Multilayered Zr/ZrN condensates differ from thick nitride coverings by smaller internal stress, absence of cracks, high adhesion to a substrate and between layers. Properties multilayered Zr/ZrN condensates are studied: electrochemical behaviour with the help a potentiostatic method and mechanical properties by means of a method nano-indentering. Received gradient nanostructure Zr/ZrN condensates differ by the raised hardness and corrosion firmness. Influence of an irradiation by ions Zr+ and Ar+ on hardness and corrosion Zr/ZrN of condensates is considered.
first_indexed	2025-12-01T00:15:58Z
format	Article
fulltext	ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-276 ВВЕДЕНИЕ Постоянно возрастающие требования по уве- личению ресурса и безопасности современ- ных АЭС вызывают необходимость проведе- ния работ по повышению коррозионной стой- кости и прочности циркониевых сплавов, ис- пользуемых для изготовления твэлов. Тради- ционный путь улучшения свойств цирконие- вых сплавов – создание новых сплавов, спо- собных работать в жестких условиях, являет- ся дорогим, продолжительным и практически исчерпанным. Другой перспективный и эко- номически оправданный путь повышения эксплуатационных свойств циркониевых сплавов – модификация поверхности изделий и создание тонких приповерхностных слоев, которые отличаются по составу, структуре и свойствам от основного металла, из которого они сделаны. В последнее время среди спо- собов модификации поверхности изделий и создания тонких наноструктурных поверх- ностных слоев находят все более широкое применение методы ионно-плазменного осаждения металлов и ионной имплантации металлов и сплавов [1 – 4]. В качестве покрытий в данной работе вы- браны покрытия на основе нитрида циркония ZrN. Их применение обусловлено тем, что нитрид циркония имеет высокие твердость и температуру плавления, химическую стаби- льность, высокое сопротивление коррозии и износоустойчивость. Однако толстые покры- тия ZrN характеризуются высокими внутрен- ними напряжениями, хрупкостью, которая приводит к трещинообразованию и плохой адгезии покрытий [3]. В данной работе ис- пользовались “разгруженные” многослойные Zr/ZrN покрытия. Такие системы отличаются меньшими внутренними напряжениями, от- сутствием трещин, высоким адгезией к под- ложке и между слоями. В ряде работ [1, 5, 6] была показана высокая эффективность леги- рования нитридных покрытий для повыше- ния их твердости и коррозийной стойкости некоторыми элементами (Si, Al, Y, Ni, Zr, Ar и др.), нерастворимыми в равновесных усло- виях. В данной работе приведены результаты ис- следований по модификации поверхности сплава Э110 осаждением ионно-плазменных многослойных Zr/ZrN покрытий и ионным облучением, по изучению электрохимическо- го поведения сплава Э110 с Zr/ZrN покрытия- ми потенциостатическим методом и по изуче- нию механических свойств сплава методом наноиндентирования. Также показаны ре- зультаты облучения многослойных Zr/ZrN конденсатов ионами Ar+ и Zr+ с целью повы- шения коррозийной стойкости и твердости таких конденсатов. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ В данной работе исследовались многослой- ные Zr/ZrN покрытия, состоящие из чере- УДК 620.178.1: 539.533 МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ СПЛАВА Э110 ОСАЖДЕНИЕМ МНОГОСЛОЙНЫХ Zr/ZrN ПОКРЫТИЙ И ИОННЫМ ОБЛУЧЕНИЕМ В.А. Белоус, С.А. Леонов, Г.И. Носов, В.М. Хороших, Н.С. Ломино, Г.Н. Толмачева, М.А. Бровина, И.Г. Ермоленко Институт физики твердого тела, материаловедения и технологий ННЦ “ХФТИ” Украина Поступила в редакцию 12.01.2009 Представлены результаты экспериментов по получению и изучению свойств многослойных Zr/ZrN покрытий на сплаве Э110 при их осаждении из плазмы вакуумно-дугового разряда. Получены “разгруженные” многослойные Zr/ZrN конденсаты, состоящие из чередующихся мягких, пластичных тонких слоев чистого циркония и твердых тонких слоев ZrN. Много- слойные Zr/ZrN конденсаты отличаются от толстых нитридных покрытий меньшими внут- ренними напряжениями, отсутствием трещин, высокой адгезией к подложке и между слоями. Изучены свойства многослойных Zr/ZrN конденсатов: электрохимическое поведение с по- мощью потенциостатического метода и механические свойства с помощью метода нано- индентирования. Полученные градиентные наноструктурные Zr/ZrN конденсаты отличаются повышенной твердостью и коррозионной стойкостью. Рассмотрено влияние облучения ионами Zr+ и Ar+ на твердость и коррозию Zr/ZrN конденсатов. ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-2 77 дующихся мягких, пластичных тонких слоев чистого циркония и твердых тонких слоев ZrN. При этом слои чистого Zr обеспечивали разгрузку внутренних механических напря- жений и высокую прочность сцепления с под- ложкой, а слои ZrN обеспечивали высокую твердость покрытия. Многослойные Zr/ZrN покрытия получе- ны методом вакуумно-дугового осаждения на серийной вакуумной установке типа “Булат- 6”, дооснащенной термокатодным источни- ком газовой плазмы и высоковольтной систе- мой доускорения ионов. Покрытия осаждали на неподвижные полированные образцы из сплава Э110 в виде дисков диаметром 12 мм из плазменных потоков, генерируемых ваку- умной дугой. В качестве катода источника металлической плазмы использовали иодид- ный цирконий. Осаждению покрытий пред- шествовала операция ионной очистки, кото- рая за счет ионной бомбардировки позволяла нагреть поверхность образцов до темпера- туры выше 500 К и очистить ее от поверхно- стных загрязнений и оксидных пленок. Энер- гия ионов зависела от приложенного к под- ложке с образцами отрицательного потен- циала. В режиме нагрев-очистка напряжение на подложке достигало 0,8 кВ, в режиме кон- денсации – 150 – 200 В. Процесс ионной очистки приводил к образованию переходной зоны между покрытием и подложкой и обе- спечивал высокую прочность сцепления. Из-за наличия микрокапель в плазменном потоке, генерируемым вакуумной дугой, без применения систем фильтрации плазменного потока, получить покрытия с наноструктурой весьма проблематично. Для образцов, имею- щих небольшие размеры (диски диаметром не более 50 мм), можно обойтись без слож- ных и громоздких систем сепарации плазмы, получая покрытия на обратной, по отноше- нию к катоду источника плазмы, поверхности подложки. Скорости нанесения покрытий в этом слу- чае существенно зависит от давления и при- роды напускаемого в камеру газа (рис. 1). Так, для циркония, в присутствии аргона макси- мальная скорость нанесения покрытия дости- гается при давлении ∼ 5⋅10–3 Тор, и составляет ∼ 1 нм/сек. Для нитрида циркония, при дав- лении азота 2⋅10–2 Тор скорость осаждения составляет ∼ 8 нм/сек. Периодически чередуя с необходимым интервалом напуск соответст- вующих газов в вакуумную камеру, можно по- лучать слои из Zr, напуская Ar, и слои ZrN, напуская азот. Многослойные покрытия содержали от 20 до 200 чередующихся слоев из Zr и ZrN. Тол- щина каждого слоя составляла ≤50 нм. Мак- симальная толщина многослойного покрытия составляла 10 мкм. Для модификации многослойных Zr/ZrN конденсатов использовали имплантацию ионов Ar+ с энергией 20 кэВ с помощью тер- моэмиссионного источника газовой плазмы [7]. Для легирования поверхностного слоя ZrN на многослойном покрытии также ис- пользовали имплантацию полиэнергетичес- ких ионов Zr+ (энергия ионов 15 ÷ 60 кэВ), экстрагируемых из металлической плазмы электродугового источника [8], при подаче на подложку высокого отрицательного потен- циала. Для анализа поверхности образцов с мно- гослойными покрытиями использовали: ме- тоды рентгеноструктурного анализа и потен- циостатического изучения электрохимичес- кого поведения металлов. Для изучения меха- нических характеристик Zr/ZrN конденсатов использовался метод наноиндентирования с помощью прибора Nano Indenter G200 [9]. Рис. 1. Зависимость скорости осаждения конденсата от давления азота 1 и аргона 2в камере при отрицатель- ном напряжении подложки 150 В и токе дуги 100 А. В.А. БЕЛОУС, С.А. ЛЕОНОВ, Г.И. НОСОВ, В.М. ХОРОШИХ, Н.С. ЛОМИНО, Г.Н. ТОЛМАЧЕВА, М.А. БРОВИНА, И.Г. ЕРМОЛЕНКО ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-278 МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ СПЛАВА Э110 ОСАЖДЕНИЕМ МНОГОСЛОЙНЫХ Zr/ZrN ПОКРЫТИЙ И ИОННЫМ ОБЛУЧЕНИЕМ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ОСАЖДЕНИЕ ПОКРЫТИЙ При осаждении нитрида циркония вакуумно- дуговым методом выбор давления (p) азота оказывает большое влияние на скорость оса- ждения конденсата (Vос), микротвердость (Нµ) и фазовый состав конденсата. На рис. 1 пред- ставлена зависимость скорости осаждения конденсата от давления азота в вакуумной ка- мере. При давлении менее 1,33⋅10–3 Па осаж- денный конденсат состоял из чистого цирко- ния, а при давлении азота ∼ 6,65⋅10–2 Па кон- денсат формировался из нитридов циркония. Результаты рентгеноструктурного анализа показали присутствие в поверхности конден- сата ZrN α-фазы, что согласуется с данными работы [10]. В работе [11], отмечается, что двойная диффузионная система ZrN состоит из однофазных слоев, причем наиболее высо- кое содержание диффундирующего азота имеет поверхностный слой. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ МНОГОСЛОЙНЫХ ZR/ZRN ПОКРЫТИЙ Коррозионные свойства образцов с много- слойными Zr/Zr покрытиями изучали с помо- щью анодных поляризационных кривых, по- лученных потенциостатическим методом при температуре +92 °С в реакторной воде. На рис. 2 представлены анодные поляриза- ционные кривые для сплава Э110: исходного (1); с многослойными Zr/ZrN покрытиями (2) и с многослойными Zr/ZrN покрытиями, дополнительно облученных ионами Ar+(3). Анализ полученных результатов показал, что нанесение многослойного покрытия при- водит к уменьшению коррозионных токов, изменению собственного электрохимичес- кого потенциала сплава, сдвига процесса пит- тингообразования в область потенциалов 1 ÷ 1,2 В. Дополнительная модификация поверх- ности многослойного конденсата Zr/ZrN им- плантацией ионами Ar+ с энергией 20 кэВ и дозой ионного облучения 1017 ион/см2 приво- дит к дальнейшему замедлению коррозии сплава Э110 и к сдвигу области питтингооб- разования до 1,4 ÷ 1,6 В. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МНОГОСЛОЙНЫХ Zr/ZrN ПОКРЫТИЙ Важное значение для изучения механических свойств материалов имеют измерения микро- твердости в поверхностном слое. Традици- онный метод измерения микротвердости (например, с помощью микротвердомера ПНТ-3) наряду с такими достоинствами как простота и высокая локальность имеет недос- таток, заключающийся в том, что испытания могут проводиться только при больших на- грузках, что не позволяет достоверно испы- тывать тонкие пленки толщиной меньше нескольких микрон. Это обстоятельство ог- раничивает возможность применения метода для изучения тонких слоев поверхности мате- риалов. В последнее время для исследования механических свойств материалов в нано- масштабе широко применяется техника нано- индентирования [8], позволяющая измерять нанотвердость и модуль Юнга при глубине слоя меньше 1 мкм. В отличие от обычных твердомеров на этом приборе не нужно опре- делять оптическим методом площадь отпе- чатка для нахождения твердости. Вместо этого в ходе испытаний непрерывно регист- рируется зависимость положения индентора относительно поверхности образца в зави- симости от приложенной нагрузки. Это по- зволяет определить глубину отпечатка без по- лучения его изображения. Вследствие осаждения покрытий изменя- ется морфология поверхности образцов. На рис. 3а, б, в, г приведены фотографии поверхности образцов из сплава Э110 до, и после осаждения Zr/ZrN покрытий. На фото- графиях видны отпечатки после уколов иглы наноиндентера (при нагрузках 1 и 10 г). Рис. 2. Анодные поляризационные кривые образцов из циркониевого сплава Э110, полученные в реактор- ной воде: 1 – исходный образец; 2 – образец с много- слойным покрытием Zr/ZrN; 3 – образец с много- слойным покрытием, после имплантации ионами Ar+. ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-2 79 На рис. 4 представлены результаты измере- ний твердости поверхности образца из сплава а) б) в) г) Рис. 3. Фотографии поверхности образцов из сплава Э110, Х250. а) исходная поверхность перед наноинден- тированием; б) исходная поверхность после наноиндентирования; в) поверхность образца после нанесения Zr/ZrN покрытия (два слоя по 100 нм); г) поверхность после нанесения многослойного Zr/ZrN покрытия (20 чередующихся слоев из Zr и ZrN толщиной по70 нм каждый). В.А. БЕЛОУС, С.А. ЛЕОНОВ, Г.И. НОСОВ, В.М. ХОРОШИХ, Н.С. ЛОМИНО, Г.Н. ТОЛМАЧЕВА, М.А. БРОВИНА, И.Г. ЕРМОЛЕНКО Рис. 4. Зависимость твердости поверхности образца из сплава Э110 после осаждения многослойных Zr/ ZrN покрытий (20 чередующихся слоев из Zr и ZrN толщиной по 70 нм каждый) от глубины поверхност- ного слоя, снятая с помощью наноиндентирования для трех разных точек поверхности. Э110 после осаждения многослойных Zr/ZrN покрытий (20 чередующихся слоев Zr и ZrN толщиной по 70 нм каждый), от глубины по- верхностного слоя, полученные с помощью наноиндентирования для трех точек поверх- ности. На рис. 5 представлены зависимости нано- твердости поверхности сплава Э110 исход- ного и с покрытиями от глубины поверхност- ного слоя, построенные по результатам нано- индентирования при последовательном уве- личении глубины проникновения индентера в поверхность образцов. Из результатов измерений, представлен- ных на рис. 4 и 5 видно, что после осаждения покрытия Zr/ZrN на сплав Э110 в поверхно- сти формируется нанослой с повышенной твердостью. Так, максимальная нанотвер- дость образца с двухслойным покрытием достигает 15 ГПа в сравнении с 2,2 ГПа для исходного образца, а для многослойного Zr/ZrN конденсата (20 слоев) максимальная нанотвердость достигает 38 ГПа. Причем ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-280 МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ СПЛАВА Э110 ОСАЖДЕНИЕМ МНОГОСЛОЙНЫХ Zr/ZrN ПОКРЫТИЙ И ИОННЫМ ОБЛУЧЕНИЕМ нанотвердость поверхности модифицирован- ных образцов при увеличении глубины по- верхностного слоя от 10 до 80 нм плавно уме- ньшалась от 38 до 15 ГПа (для многослойного Zr/ZrN покрытия) и от 15 до 5 ГПа (для двух- слойного). На рис. 6 и 7 показаны зависимости моду- ля Юнга для исходного образца и образца с многослойным покрытием. Модуль Юнга, который характеризует со- противление материала растягиванию/сжатия при упругий деформации, также изменяется после осаждения Zr/ZrN покрытий (рис. 7). Необходимо отметить, что высокая твер- дость полученных конденсатов сочетается с хорошей пластичностью, на что указывает от- сутствие сколов и изломов на отпечатках ал- мазной пирамиды при измерении микротвер- дости поверхности с Zr/ZrN покрытиями. Образец из сплава Э110 с многослойным Zr/ZrN покрытием был подвержен облучению полиэнергетическими ионами Zr+ с энергией 15 ÷ 60 кэВ при дозе 5⋅1017 ион/см2. Вследст- вие такого облучения максимальная нано- твердость поверхности многослойного кон- денсата увеличилась до 40 ГПа. Увеличение твердости слоев ZrN и много- слойного конденсата в целом обусловлено образованием пресыщенного твердого раст- вора азота в кристаллической решетке цир- кония, фазового упрочнения за счет образо- вания нитрида циркония, образование твер- дого раствора на основе решетки нитрида циркония [1]. Предполагается, что твердые состояния в нитридных композитах дости- гаются в результате подавления процессов роста зародышевых трещин, генерации и распространения дислокаций с уменьшением размеров зерен. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В представленном исследовании многослой- ные покрытия на основе нитридов циркония синтезировали на подложках из сплава Э110 из плазменного потока методом вакуумно- дугового осаждения. Получены многослой- ные наноструктурные Zr/ZrN покрытия с толщиной чередующихся слоев Zr и ZrN от 50 нм до 100 нм при общей толщине покры- тия от 0,2 до 10 мкм. Эти конденсаты отли- чаются высокой твердостью, сочетающейся с хорошей пластичностью, высокой адгезией и высокой коррозионной стойкостью. В ре- зультате изучения электрохимического по- ведения сплава Э110 с многослойными Zr/ZrN покрытиями установлено, что нанесе- ние таких покрытий приводит к уменьшению коррозионных токов, изменению собствен- ного электрохимического потенциала сплава Рис. 6. Зависимость модуля Юнга от глубины слоя для исходного образца из сплава Э110, снятая для трех точек поверхности. Рис. 7. Зависимость модуля Юнга от глубины слоя для образца из сплава Э110 с двухслойным Zr/ZrN покры- тием, снятая для трех точек поверхности. Рис. 5. Зависимости нанотвердости поверхности об- разцов из сплава Э110: исходного (• ); после осажде- ния двухслойного Zr/ZrN покрытия (по 100 нм) (•) и после осаждения многослойных Zr/ZrN покрытий из 20 чередующихся слоев толщиной по 70 нм каждый (�), от глубины поверхностного слоя. ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-2 81 Э110, к сдвигу процесса питтингообразова- ния в область потенциалов 1 ÷ 1,2 В. Облу- чение поверхности многослойного Zr/ZrN конденсата ионами Ar+ приводит к дальней- шему замедлению коррозии сплава и к сдвигу области питтингообразования до 1,4 ÷ 1,6 В. Результаты измерений, сделанных с помо- щью метода наноиндентирования, показали, что после осаждения многослойных Zr/ZrN конденсатов на сплав Э110 на поверхности формируется наноструктурний слой с повы- шенной твердостью. Максимальная нано- твердость образца с двухслойным покрытием достигает 15 ГПа в сравнении с 2,2 ГПа для исходного образца, а для многослойного Zr/ZrN конденсата (20 слоев) максимальная нанотвердость достигает 38 ГПа. ЛИТЕРАТУРА 1. Коротаев А.Д., Мошков В.Ю., Овчинни- ков С.В., Пинжин Ю.П., Савостиков В.М., Тюменцев А.Н. Наноструктурные й наноком- позитные сверхтвердые покрытия//Физичес- кая мезомеханика. – 2005. – Т. 3, № 5. – С. 103-116. 2. Anders Andre. Metal Plasmas for the Fabrica- tion of Nanostructures//Journ. Phys. D: Appl. Phys. – 2007.– № 40. – P. 2272-2284. 3. Асанов Б.У., Макаров В.П. Нітридні покриття, отримані вакуумно-дуговим осадженням// Вісник КРСУ. №2, 2002 р. С.3-8. 4. Straumal B.B., Vershinin N.F., Asrian A.A., Rabkin E., Kroeger R. Nanostructureed Vacu- um Arc Deposited Titanium coatings//Mater. Phys. Mech. – 2002. – № 5. – P. 39-42. 5. Musil J., Polakova H. Hard nanocomposite Zr- Y-N coating, correlation between hardness and structure//Surf. And Coatings Technol.– 2000. – Vol. 127. – P. 99-106. 6. Veprek S., Veprek-Heiman M.G., Kavrankova P., Prohazka J. Different approaches to superhard coatings and nanocomposites//Thin Solid Films. – 2005. – Vol.125. – P.322-330. 7. Белоус В.А., Носов Г.И., Поляшенко Р.Ф., Рекова Л.П. О влиянии облучения ионами аргона на свойства поверхности сплава Zr + 1%Nb//Сб. трудов межгос. научно-технич. конф. “Проблемы циркония и гафния в атом- ной энергетике”. – Алушта, Украина. – Харь- ков: ВАНТ.–1999. – С.103-106. 8. Аксенов И.И., Хороших В.М. Потоки частиц и массоперенос в вакуумной дуге. Обзор//М. ЦНИИ Атоминформ. – 1984. – С. 13-18. 9. Дуб C.Н., Новиков Н.В. Испытания твердых тел на нанотвердость//Сверхтвердые материа- лы.– 2004. – № 6. – С. 1-18. 10. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов/Пер. с англ.–1962. Т. 2. – С.1454-1456. 11. Миллер Г.Л. Цирконий. – М.:, 1985. – 199 с. MODIFICATION OF THE SURFACE OF ALLOY E110 BY SEDIMENTATION MULTILAYERED Zr/ZrN COVERINGS AND IONIC IRRADIATION V.A. Belous, S.A. Leonov, G.I. Nosov, V.M. Khoroshikh, N.S. Lomino, G.N. Tolmachova, M.A. Brovina, I.G. Ermolenko Results of experiments on reception and studying of properties multilayered Zr/ZrN coverings on alloy E110 are presented at their sedimentation from plas- ma of the vacuum-arc discharge. Are received “un- loaded” multilayered Zr/ZrN the condensates con- sisting of alternating soft, plastic thin layers of pure zirconium and firm thin layers ZrN. Multilayered Zr/ZrN condensates differ from thick nitride cover- ings by smaller internal stress, absence of cracks, high adhesion to a substrate and between layers. Properties multilayered Zr/ZrN condensates are stud- ied: electrochemical behaviour with the help a potentiostatic method and mechanical properties by means of a method nano-indentering. Received gra- dient nanostructure Zr/ZrN condensates differ by the raised hardness and corrosion firmness. Influence of an irradiation by ions Zr+ and Ar+ on hardness and corrosion Zr/ZrN of condensates is considered. МОДИФІКАЦІЯ ПОВЕРХНІ СПЛАВУ Е110 ОСАДЖЕННЯМ БАГАТОШАРОВИХ Zr/ZrN ПОКРИТТІВ І ІОННИМ ОПРОМІНЕННЯМ В.А. Білоус, С.О. Леонов, Г.І. Носов, В.М. Хороших, М.С. Ломіно, Г.Н. Толмачева, М.О. Бровина, І.Г. Ермоленко Представлено результати експериментів по одержанню й вивченню властивостей багатошарових Zr/ZrN покриттів на сплаві Е110 при їхньому осадженні із плазми вакуумно- дугового розряду. Отримані “розвантажені” багатошарові Zr/ZrN конденсати, що складаються із чергуючих м’яких, пластичних тонких шарів чистого цирконію й твердих тонких шарів ZrN. Багатошарові Zr/ZrN конденсати відрізняються від товстих нітридних покриттів меншими внутрішніми напруженнями, відсутністю тріщин, високою адгезією до підкладки й між шарами. Вивчено властивості багатошарових Zr/ZrN конденсатів: електрохімічне поводження за допо- могою потенціостатичного методу й механічні властивості за допомогою методу наноінден- тування. Отримані градиєнтні наноструктурні Zr/ ZrN конденсати відрізняються підвищеною твер- дістю й корозійною стійкістю. Розглянуто вплив опромінення іонами Zr+ та Ar+ на твердість і ко- розію Zr/ZrN конденсатів. В.А. БЕЛОУС, С.А. ЛЕОНОВ, Г.И. НОСОВ, В.М. ХОРОШИХ, Н.С. ЛОМИНО, Г.Н. ТОЛМАЧЕВА, М.А. БРОВИНА, И.Г. ЕРМОЛЕНКО
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-7953
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1999-8074
language	Russian
last_indexed	2025-12-01T00:15:58Z
publishDate	2009
publisher	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
record_format	dspace
spelling	Белоус, В.А. Леонов, С.А. Носов, Г.И. Хороших, В.М. Ломино, Н.С. Толмачева, Г.Н. Бровина, М.А. Ермоленко, И.Г. 2010-04-22T14:25:27Z 2010-04-22T14:25:27Z 2009 Модификация поверхности сплава Э110 осаждением многослойных Zr/ZrN покрытий и ионным облучением / В.А. Белоус, С.А. Леонов, Г.И. Носов, В.М. Хороших, Н.С. Ломино, Г.Н. Толмачева, М.А. Бровина, И.Г. Ермоленко // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 1-2. — С. 76-81. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 1999-8074 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7953 620.178.1: 539.533 Представлены результаты экспериментов по получению и изучению свойств многослойных Zr/ZrN покрытий на сплаве Э110 при их осаждении из плазмы вакуумно-дугового разряда. Получены “разгруженные” многослойные Zr/ZrN конденсаты, состоящие из чередующихся мягких, пластичных тонких слоев чистого циркония и твердых тонких слоев ZrN. Многослойные Zr/ZrN конденсаты отличаются от толстых нитридных покрытий меньшими внутренними напряжениями, отсутствием трещин, высокой адгезией к подложке и между слоями. Изучены свойства многослойных Zr/ZrN конденсатов: электрохимическое поведение с помощью потенциостатического метода и механические свойства с помощью метода наноиндентирования. Полученные градиентные наноструктурные Zr/ZrN конденсаты отличаются повышенной твердостью и коррозионной стойкостью. Рассмотрено влияние облучения ионами Zr+ и Ar+ на твердость и коррозию Zr/ZrN конденсатов. Представлено результати експериментів по одержанню й вивченню властивостей багатошарових Zr/ZrN покриттів на сплаві Е110 при їхньому осадженні із плазми вакуумнодугового розряду. Отримані “розвантажені” багатошарові Zr/ZrN конденсати, що складаються із чергуючих м’яких, пластичних тонких шарів чистого цирконію й твердих тонких шарів ZrN. Багатошарові Zr/ZrN конденсати відрізняються від товстих нітридних покриттів меншими внутрішніми напруженнями, відсутністю тріщин, високою адгезією до підкладки й між шарами. Вивчено властивості багатошарових Zr/ZrN конденсатів: електрохімічне поводження за допомогою потенціостатичного методу й механічні властивості за допомогою методу наноіндентування. Отримані градиєнтні наноструктурні Zr/ZrN конденсати відрізняються підвищеною твердістю й корозійною стійкістю. Розглянуто вплив опромінення іонами Zr+ та Ar+ на твердість і корозію Zr/ZrN конденсатів. Results of experiments on reception and studying of properties multilayered Zr/ZrN coverings on alloy E110 are presented at their sedimentation from plasma of the vacuum-arc discharge. Are received “unloaded” multilayered Zr/ZrN the condensates consisting of alternating soft, plastic thin layers of pure zirconium and firm thin layers ZrN. Multilayered Zr/ZrN condensates differ from thick nitride coverings by smaller internal stress, absence of cracks, high adhesion to a substrate and between layers. Properties multilayered Zr/ZrN condensates are studied: electrochemical behaviour with the help a potentiostatic method and mechanical properties by means of a method nano-indentering. Received gradient nanostructure Zr/ZrN condensates differ by the raised hardness and corrosion firmness. Influence of an irradiation by ions Zr+ and Ar+ on hardness and corrosion Zr/ZrN of condensates is considered. ru Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України Модификация поверхности сплава Э110 осаждением многослойных Zr/ZrN покрытий и ионным облучением Модифікація поверхні сплаву Е110 осадженням багатошарових Zr/ZrN покриттів і іонним опроміненням Modification of the surface of alloy E110 by sedimentation multilayered Zr/ZrN coverings and ionic irradiation Article published earlier
spellingShingle	Модификация поверхности сплава Э110 осаждением многослойных Zr/ZrN покрытий и ионным облучением Белоус, В.А. Леонов, С.А. Носов, Г.И. Хороших, В.М. Ломино, Н.С. Толмачева, Г.Н. Бровина, М.А. Ермоленко, И.Г.
title	Модификация поверхности сплава Э110 осаждением многослойных Zr/ZrN покрытий и ионным облучением
title_alt	Модифікація поверхні сплаву Е110 осадженням багатошарових Zr/ZrN покриттів і іонним опроміненням Modification of the surface of alloy E110 by sedimentation multilayered Zr/ZrN coverings and ionic irradiation
title_full	Модификация поверхности сплава Э110 осаждением многослойных Zr/ZrN покрытий и ионным облучением
title_fullStr	Модификация поверхности сплава Э110 осаждением многослойных Zr/ZrN покрытий и ионным облучением
title_full_unstemmed	Модификация поверхности сплава Э110 осаждением многослойных Zr/ZrN покрытий и ионным облучением
title_short	Модификация поверхности сплава Э110 осаждением многослойных Zr/ZrN покрытий и ионным облучением
title_sort	модификация поверхности сплава э110 осаждением многослойных zr/zrn покрытий и ионным облучением
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7953
work_keys_str_mv	AT belousva modifikaciâpoverhnostisplavaé110osaždeniemmnogosloinyhzrzrnpokrytiiiionnymoblučeniem AT leonovsa modifikaciâpoverhnostisplavaé110osaždeniemmnogosloinyhzrzrnpokrytiiiionnymoblučeniem AT nosovgi modifikaciâpoverhnostisplavaé110osaždeniemmnogosloinyhzrzrnpokrytiiiionnymoblučeniem AT horošihvm modifikaciâpoverhnostisplavaé110osaždeniemmnogosloinyhzrzrnpokrytiiiionnymoblučeniem AT lominons modifikaciâpoverhnostisplavaé110osaždeniemmnogosloinyhzrzrnpokrytiiiionnymoblučeniem AT tolmačevagn modifikaciâpoverhnostisplavaé110osaždeniemmnogosloinyhzrzrnpokrytiiiionnymoblučeniem AT brovinama modifikaciâpoverhnostisplavaé110osaždeniemmnogosloinyhzrzrnpokrytiiiionnymoblučeniem AT ermolenkoig modifikaciâpoverhnostisplavaé110osaždeniemmnogosloinyhzrzrnpokrytiiiionnymoblučeniem AT belousva modifíkacíâpoverhnísplavue110osadžennâmbagatošarovihzrzrnpokrittívííonnimopromínennâm AT leonovsa modifíkacíâpoverhnísplavue110osadžennâmbagatošarovihzrzrnpokrittívííonnimopromínennâm AT nosovgi modifíkacíâpoverhnísplavue110osadžennâmbagatošarovihzrzrnpokrittívííonnimopromínennâm AT horošihvm modifíkacíâpoverhnísplavue110osadžennâmbagatošarovihzrzrnpokrittívííonnimopromínennâm AT lominons modifíkacíâpoverhnísplavue110osadžennâmbagatošarovihzrzrnpokrittívííonnimopromínennâm AT tolmačevagn modifíkacíâpoverhnísplavue110osadžennâmbagatošarovihzrzrnpokrittívííonnimopromínennâm AT brovinama modifíkacíâpoverhnísplavue110osadžennâmbagatošarovihzrzrnpokrittívííonnimopromínennâm AT ermolenkoig modifíkacíâpoverhnísplavue110osadžennâmbagatošarovihzrzrnpokrittívííonnimopromínennâm AT belousva modificationofthesurfaceofalloye110bysedimentationmultilayeredzrzrncoveringsandionicirradiation AT leonovsa modificationofthesurfaceofalloye110bysedimentationmultilayeredzrzrncoveringsandionicirradiation AT nosovgi modificationofthesurfaceofalloye110bysedimentationmultilayeredzrzrncoveringsandionicirradiation AT horošihvm modificationofthesurfaceofalloye110bysedimentationmultilayeredzrzrncoveringsandionicirradiation AT lominons modificationofthesurfaceofalloye110bysedimentationmultilayeredzrzrncoveringsandionicirradiation AT tolmačevagn modificationofthesurfaceofalloye110bysedimentationmultilayeredzrzrncoveringsandionicirradiation AT brovinama modificationofthesurfaceofalloye110bysedimentationmultilayeredzrzrncoveringsandionicirradiation AT ermolenkoig modificationofthesurfaceofalloye110bysedimentationmultilayeredzrzrncoveringsandionicirradiation

Модификация поверхности сплава Э110 осаждением многослойных Zr/ZrN покрытий и ионным облучением

Institution

Similar Items