Структура и физико-механические свойства нанокомпозитных покрытий системы (Zr-Ti-Cr-Nb)N, полученных методом вакуумно-дугового испарения
Методом вакуумно-дугового испарения цельнолитого катода с применением импульсной стимуляции получены нанокомпозитные покрытия системы (Zr-Ti-Сr-Nb)N. Структура покрытий характеризуется размером кристаллитов 5…10 нм. Увеличение потенциала смещения приводит к более интенсивному нитридообразованию, уве...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Дата: | 2014 |
| Автори: | , , , , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2014
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79930 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Структура и физико-механические свойства нанокомпозитных покрытий системы (Zr-Ti-Cr-Cb)N, полученных методом вакуумно-дугового испарения / И.Н. Торяник , В.М. Береснев, И.В. Cердюк, А.Д. Погребняк, О.В. Соболь, О.А. Дручинина, М.Г. Ковалева, П.В. Турбин, У.С. Немченко, Д.А. Колесников, А.Е. Дмитренко // Вопросы атомной науки и техники. — 2014. — № 1. — С. 88-91. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860212549060919296 |
|---|---|
| author | Торяник, И.Н. Береснев, В.М. Сердюк, И.В. Погребняк, А.Д. Соболь, О.В. Дручинина, О.А. Ковалева, М.Г. Турбин, П.В. Немченко, У.С. Колесников, Д.А. Дмитренко, А.Е. |
| author_facet | Торяник, И.Н. Береснев, В.М. Сердюк, И.В. Погребняк, А.Д. Соболь, О.В. Дручинина, О.А. Ковалева, М.Г. Турбин, П.В. Немченко, У.С. Колесников, Д.А. Дмитренко, А.Е. |
| citation_txt | Структура и физико-механические свойства нанокомпозитных покрытий системы (Zr-Ti-Cr-Cb)N, полученных методом вакуумно-дугового испарения / И.Н. Торяник , В.М. Береснев, И.В. Cердюк, А.Д. Погребняк, О.В. Соболь, О.А. Дручинина, М.Г. Ковалева, П.В. Турбин, У.С. Немченко, Д.А. Колесников, А.Е. Дмитренко // Вопросы атомной науки и техники. — 2014. — № 1. — С. 88-91. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | Методом вакуумно-дугового испарения цельнолитого катода с применением импульсной стимуляции получены нанокомпозитные покрытия системы (Zr-Ti-Сr-Nb)N. Структура покрытий характеризуется размером кристаллитов 5…10 нм. Увеличение потенциала смещения приводит к более интенсивному нитридообразованию, увеличению относительного содержания атомов Ti и Cr и к повышению твердости до 4500 HV₀,₁ ГПа. Склерометрические исследования показали высокую адгезионную прочность, что в комплексе с высокой твердостью обусловливает перспективное применение покрытий в качестве защитных для режущего инструмента.
Методом вакуумно-дугового випаровування суцільнолитого катода із застосуванням імпульсної стимуляції отримані
нанокомпозитні покриття системи (Zr-Ti-Сr-Nb)N. Структура покриттів характеризується розміром кристалітів
5…10 нм. Підвищення потенціалу зсуву призводить до більш інтенсивного нітридоутворення, при цьому збільшуючи
відносний вміст атомів Ti та Cr і підвищуючи твердість до 4500 HV₀,₁ ГПа. Склерометричні дослідження показали високу адгезійну міцність, що в комплексі з високою твердістю обумовлює перспективне застосування покриттів в якості
захисних для різального інструменту.
Nanocomposite coatings of the system (Zr-Ti-Cr-Nb)N were obtained by vacuum-arc evaporation of a unit-cast cathode with
the use of pulse stimulation. The structure of the coatings is characterized by the size of crystallites of 5…10 nm. Increased bias
potential leads to more intense nitride formation thus increasing the relative content of Cr and Ti atoms and improving the hardness
up to 4500 HV₀,₁ GPa. Sclerometry studies showed high adhesive strength, which in combination with high hardness makes
them promising for use as protective coatings for cutting tool.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:14:50Z |
| format | Article |
| fulltext |
88 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №1(89)
УДК 539.2:538.975
СТРУКТУРА И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
НАНОКОМПОЗИТНЫХ ПОКРЫТИЙ СИСТЕМЫ (Zr-Ti-Сr-Nb)N,
ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ВАКУУМНО-ДУГОВОГО ИСПАРЕНИЯ
И.Н. Торяник1, В.М. Береснев1,5, И.В. Cердюк3, А.Д. Погребняк2, О.В. Соболь4,
О.А. Дручинина6, М.Г. Ковалева6, П.В. Турбин1,5, У.С. Немченко1,
Д.А. Колесников6, А.Е. Дмитренко3
1Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина, Харьков, Украина;
2Сумской государственный университет, Сумы, Украина;
3ННЦ «Харьковский физико-технический институт», Харьков, Украина;
4НТУ «Харьковский политехнический институт», Харьков, Украина;
5Научный физико-технологический центр МОН и НАН Украины, Харьков, Украина;
6Белгородский государственный национальный исследовательский университет,
Белгород, Российская Федерация
Методом вакуумно-дугового испарения цельнолитого катода с применением импульсной стимуляции
получены нанокомпозитные покрытия системы (Zr-Ti-Сr-Nb)N. Структура покрытий характеризуется раз-
мером кристаллитов 5…10 нм. Увеличение потенциала смещения приводит к более интенсивному нитридо-
образованию, увеличению относительного содержания атомов Ti и Cr и к повышению твердости до 4500
HV0,1 ГПа. Склерометрические исследования показали высокую адгезионную прочность, что в комплексе с
высокой твердостью обусловливает перспективное применение покрытий в качестве защитных для режуще-
го инструмента.
ВВЕДЕНИЕ
Защитные покрытия являются эффективным
средством повышения производительности и долго-
вечности функциональных материалов. Благодаря
высоким механическим свойствам и термической
стабильности защитный слой может поддерживать
функциональность инструментов в тяжелых услови-
ях эксплуатации в течение длительного времени.
Защитные покрытия призваны обеспечивать на по-
верхности материалов высокую твердость, низкий
коэффициент трения, стойкость к окислению и из-
носостойкость [1-3].
Среди материалов, нашедших широкое примене-
ние для формирования защитных покрытий, одними
из наиболее востребованных по своему комплексу
свойств являются нитриды переходных металлов.
Среди бинарных систем нитридов – нитрид титана
(TiN), наиболее широко используемый материал
благодаря его высоким механическим свойствам и
коррозионной стойкости [4]. В последнее десятиле-
тие широкое применение получил титано-
алюминиевый нитрид (Ti1-xAlxN), повышающий
твердость и стойкость режущего инструмента при
высокоскоростной обработке. Кроме того, добавле-
ние алюминия в состав покрытий приводит к повы-
шению стойкости к окислению в температурном
интервале 500…800 °C в связи с формированием на
поверхности стойкого слоя оксида алюминия [5]. К
положительным эффектам в совершенствовании
функциональных свойств покрытий приводит до-
бавление в их состав таких элементов, как хром или
цирконий с образованием тройных систем [6, 7].
Таким образом, переход от двухэлементных покры-
тий к более сложным за счет их легирования соот-
ветствующими элементами переходных металлов
является эффективным способом для изменения в
значительной степени функциональных свойств
покрытия.
Следующим шагом в универсализации свойств
получаемых нитридных материалов является ис-
пользование четырех- и пятиэлементных систем
покрытий, в которых соответственно присутствуют
3 и 4 составляющих переходных металлов и азот как
компонент наполнения, стимулирующий сильные
ковалентные связи [8]. Наиболее часто используе-
мыми для получения указанных систем покрытий
являются следующие вакуумно-плазменные методы:
вакуумно-дуговое осаждение, магнетронное распы-
ление [8, 9].
Цель данной работы – изучение закономерностей
структурообразования многокомпонентных покры-
тий системы (Zr-Ti-Сr-Nb)N и исследование их фи-
зико-механических характеристик.
ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЙ
В качестве метода получения покрытий системы
(Zr-Ti-Сr-Nb)N применялся метод вакуумно-дуго-
вого испарения. Испаряемый материал представлял
собой цельнолитой катод Zr+Ti+Cr+Nb состава,
ат.%: Ti – 12,32; Zr – 27,99; Cr – 37,39; Nb – 22,30.
Катод изготовлен методом электронно-лучевого
плавления. Покрытия осаждались в установке «Бу-
лат-6», в среде молекулярного азота на полирован-
ную поверхность подложек из стали 45, а также на
поверхность подложек из кремния.
В табл. 1 приведены физико-технологические
параметры получения покрытий на основе системы
(Zr-Ti-Cr-Nb)N.
Толщина покрытий, состояние границ между ос-
новой (подложкой) и покрытием и морфология по-
верхности изучались с помощью растрового элек-
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №1(89) 89
тронно-cканирующего микроскопа FEI Qunta 600
FEG. Рентгеноструктурные исследования образцов с
покрытием проводились на дифрактометре ДРОН-4
в Cu-kα-излучении. Дополнительно проводился ана-
лиз топографии поверхности покрытия на воздухе с
помощью атомно-силового микроскопа производст-
ва компании NT-MDT, Россия. Применялись
Si-кантилеверы марки NSG10/W2C с твердым токо-
проводящим покрытием W2C толщиной 30 нм.
Толщина полученных покрытий составила
~ 7,0 мкм. Изучение механических характеристик
(твердости) слоев покрытий проводилась на твердо-
мере ДМ-8.
Таблица 1
Физико-технологические параметры получения
покрытий на основе системы (Zr-Ti-Cr-Nb)N
Испаряемый
материал Покрытия Ia,
A
PN,
Па
Uсм,
В
Но-
мер
се-
рии
Zr+Ti+Cr+Nb (ZrTiCrNb)N 110 0,3 -100 1
То же То же 110 0,7 -100 2
-«- -«- 110 0,3 -200 3
-«- -«- 110 0,7 -200 4
-«- -«- 110 0,7 -200 5*
*Применялась импульсная стимуляция.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты исследований элементного состава
покрытий на основе системы (Zr-Ti-Сr-Nb)N в зави-
симости от физико-технологических параметров
осаждения приведены в табл. 2.
Таблица 2
Результаты энергодисперсионного анализа
покрытий на основе системы (Zr-Ti-Сr-Nb)N
Элементный состав покрытий, ат.%
Zr Ti Сr Nb
Элементный состав катода до осаждения
Номер
серии
27,99 12,32 37,39 22,30
1 27,87 13,47 14,89 43,77
2 23,55 12,07 14,82 49,56
3 18,54 25,73 36,95 18,78
4 20,74 28,15 31,27 19,84
На рис. 1 приведены рентгенодифракционные
спектры покрытий. Решетка кубическая, структур-
ный тип – NaCl. Результаты структурного состояния
полученных покрытий приведены в табл. 3.
Как следует из табл. 3, с повышением значений
потенциала смещения, подаваемого на подложку,
происходит увеличение размеров кристаллитов (L).
Проведенный на основании данных табл. 2 ана-
лиз указывает на значительную зависимость состава
покрытий от потенциала смещения, подаваемого на
подложку, т. е. за счет потенциала смещения увели-
чивается энергия падающих частиц, что приводит к
более высокой радиационной составляющей при
формировании структуры покрытий. Так, увеличе-
ние потенциала смещения до -200 В приводит к по-
вышению содержания сильных нитридообразующих
составляющих Ti и Cr, а также содержания азотных
атомов.
Рис. 1. Участки дифракционных спектров
конденсата (Zr-Ti-Сr-Nb)N, осажденного вакуумно-
дуговым методом: 1 – P = 0,3 Па, Ucм = -100 В;
2 – P = 0,7 Па, Ucм = -100 В; 3 – P = 0,3 Па,
Ucм = -200 В; 4 – P = 0,7 Па, Ucм = -200 В;
5 – P = 0,7 Па, Ucм = -200 В
(импульсная стимуляция)
Таблица 3
Размер кристаллитов (L) и период решетки (a) по-
крытий на основе системы (Zr-Ti-Cr-Nb)N
Номер серии
Параметры 1 2 3 4 5
L, нм 4,5 5,2 5,1 6,9 7,3
a, нм 0,4359 0,4365 0,441 0,4381 0,4371
Прямые исследования структуры полученных
покрытий на основе системы (Zr-Ti-Сr-Nb)N прово-
дились с помощью электронного микроскопа Jeol
Jem-2100. На рис. 2 представлены электронно-
микроскопические изображения покрытий системы
(Zr-Ti-Сr-Nb)N. Видно, что формируемая кристал-
лическая структура – очень мелкодисперсная, что
соответствует результатам, приведенным в табл. 3.
Твердость, как наиболее показательная механи-
ческая характеристика покрытий на основе системы
(Zr-Ti-Сr-Nb)N, приведена в табл. 4. Отпечатки на-
носились на расстоянии 1,0 мм друг от друга, на
каждом образце проводилось по 10 измерений. Для
снижения влияния капельной составляющей и более
точного измерения твердости часть покрытий после
осаждения полировалась.
Адгезионные характеристики покрытий опреде-
лялись скретч-тестером REVETEST (CSM
Instruments). Для этого на поверхность образцов с
покрытиями алмазным сферическим индентором
типа «Роквелл С» с радиусом закругления 200 мкм
наносились царапины при непрерывно нарастающей
нагрузке и осуществлялась регистрация физических
параметров: акустической эмиссии, коэффициента
трения и глубины проникновения индентора. Для
получения достоверных результатов проведено на-
несение двух царапин на поверхность покрытия.
Подложками для осаждения покрытий являлись ци-
линдры из стали Х18Н10Т диаметром 30,0 мм, вы-
сотой 5,0 мм, на полированную поверхность кото-
90 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №1(89)
рых наносились покрытия системы (Zr-Ti-Сr-Nb)N.
Толщина покрытий составила 6,2 мкм.
Рис. 2. Электронно-микроскопическое изображение
покрытий системы (Zr-Ti-Сr-Nb)N:
а – светлопольное изображение микроструктуры
покрытия; б – картина микродифракции
Таблица 4
Результаты измерения твердости покрытий
на основе системы (Zr-Ti-Сr-Nb)N
Номер
серии
Твердость,
НV0,1 ГПа
Примечание
1 3093 Покрытия не полировались
1 3652 Покрытия полировались
2 3478 Покрытия не полировались
3 3886 Покрытия не полировались
3 3996 Покрытия полировались
4 4393 Покрытия полировались
5 4457 Покрытия полировались
Фиксировались следующие основные критиче-
ские нагрузки по изменению кривых зависимости
коэффициента трения и акустической эмиссии от
нагрузки скрайбирования: LС1 – характеризует мо-
мент появления первой шевронной трещины;
LС2 – момент появления шевронных трещин;
LС3 – разрушение носит когезионно-адгезионный
характер; LС4 – локальное отслаивание участков по-
крытия; LС5 – пластичное истирание покрытия до
подложки. В табл. 5 приведены результаты адгези-
онных испытаний образцов с покрытиями, получен-
ными при разных технологических параметрах оса-
ждения. После нанесения покрытий с целью сниже-
ния влияния капельной составляющей применялось
полирование. Для сравнения использовались образ-
цы с покрытием на основе TiN, полученные мето-
дом вакуумно-дугового осаждения с твердостью
Н = 28,0 ГПа.
На рис. 3 приведены кривая изменения коэффи-
циента трения (μ) при перемещении алмазного ин-
дентора по поверхности покрытия системы (Zr-Ti-
Сr-Nb)N (образец №4), а также кривая изменения
сигнала акустической эмиссии (АЕ).
Как видно (см. рис. 3), условно процесс разру-
шения покрытия при царапании алмазным инденто-
ром можно разделить на несколько стадий. Вначале
происходит монотонное проникновение индентора в
покрытие и появляются первые трещины (нагрузка
до 15,21 Н), коэффициент трения (μ) повышается,
однако сигнал акустической эмиссии сохраняется
неизменным. В дальнейшем, с повышением нагруз-
ки, происходит появление шевронных и диагональ-
ных трещин [11, 12], что приводит к повышению
коэффициента трения до значения 0,3. При нагрузке
выше 14 Н резко повышается уровень амплитуды
сигнала акустической эмиссии, значение которой
остается примерно на одном уровне до окончания
испытаний. В дальнейшем, с повышением нагрузки,
достигающей 62 Н, происходит локальное истира-
ние покрытия, вплоть до материала подложки
(рис. 4).
Таблица 5
Сравнительные результаты адгезионных испытаний
покрытий на основе системы (Zr-Ti-Сr-Nb)N
и на основе TiN
Номер серии Критиче-
ские
нагрузки 1 2 3 4 5 TiN
LС1 10,94 11,8 10,35 15,21 9,49 21,31
LС2 18,69 20,93 18,42 24,29 30,37 30,91
LС3 26,95 30,35 23,12 33,45 34,38 40,28
LС4 39,15 45,94 45,12 40,97 40,49 48,84
LС5 49,09 56,17 61,08 62,06 58,23 –
Рис. 3. Результаты измерения коэффициента
трения и акустической эмиссии (образец №4).
В миллиметрах представлена длина пути
скрайбирования
Рис. 4. Изображение сохранившихся фрагментов
покрытия на дне царапины после воздействия
алмазного индентора
Сравнительный анализ свидетельствует, что по-
крытия при царапании истираются, но не отслаива-
ются, т. е. разрушаются по когезионному механиз-
му, связанному с пластической деформацией и обра-
зованием усталостных трещин в материале покры-
тия.
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2014. №1(89) 91
Работа выполнялась авторами в рамках ком-
плексных госбюджетных НИР 0112U006974 и
0113U001079, финансируемых Министерством об-
разования и науки Украины. Часть работы выполне-
на на диагностическом оборудовании Центра кол-
лективного пользования научным оборудованием
Белгородского государственного национального
исследовательского университета «Диагностика
структуры и свойства наноматериалов» Министер-
ства образования и науки Российской Федерации.
Авторы выражают благодарность сотрудникам
Национального научного центра «Харьковский фи-
зико-технический институт»: профессору А.А. Анд-
рееву и старшему научному сотруднику В.А. Стол-
бовому за помощь в подготовке и проведении экс-
периментов и содержательное обсуждение получен-
ных результатов.
ВЫВОДЫ
Методом вакуумно-дугового испарения цельно-
литого катода в среде реакционного газа азота полу-
чены покрытия системы (Zr-Ti-Сr-Nb)N. Кристалли-
ты покрытий системы (Zr-Ti-Сr-Nb)N, в зависимо-
сти от значений параметров осаждения, характери-
зуются средним размером 5…10 нм. Твердость по-
лученных покрытий достигает значения
4457 НV0,1 ГПа. Покрытия характеризуются хоро-
шей адгезионной прочностью и при испытаниях
разрушаются по когезионному механизму. По физи-
ко-механическим характеристикам полученные по-
крытия системы (Zr-Ti-Сr-Nb)N перспективны для
использования такого типа покрытий в качестве
защитных для режущего инструмента.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Наноструктурные покрытия // Под ред.
А. Кавалейро и Д. де Хоссона. М.: «Техносфера»,
2011, 792 с.
2. Е.В. Берлин, Л.А. Сейдман. Ионно-плазменные
процессы в тонкопленочной технологии. М.: «Тех-
носфера», 2010, 528 с.
3. Н.А. Азаренков, О.В. Соболь, А.Д. Погребняк
и др. Материаловедение неравновесного состояния
модифицированной поверхности. Сумы: «Сумской
госуниверситет», 2012, 683 с.
4. Г.В. Самсонов, И.М. Винницкий. Тугоплавкие
соединения. М.: «Металлургия», 1976, 530 с.
5. T. Ikeda, H. Satoh. Phase formation and charac-
terization of hard coatings in the Ti-Al-N system pre-
pared by the cathodic arc ion plating method // Thin
Solid Films. 1991, v. 195, p. 99-110.
6. М.В. Гольцев, С.В. Гусакова. Ионно-плаз-
менные покрытия на основе тройных нитридов пе-
реходных металлов // Вестник БГУ. Сер. 1. 2008,
№2, с. 15-18.
7. Н.А. Азаренков, О.В. Соболь, В.М. Береснев и
др. Вакуумно-плазменные покрытия на основе мно-
гоэлементных нитридов // Металлофизика и новей-
шие технологии. 2013, т. 35, №8, с. 1001-1024.
8. И.И. Аксенов, А.А. Андреев, В.А. Белоус и др.
Вакуумная дуга: источники плазмы, осаждение по-
крытий, поверхностное модифицирование. Киев:
«Наукова думка», 2012, 727 с.
9. Н.А. Азаренков, О.В. Соболь, А.Д. Погребняк,
В.М. Береснев. Инженерия вакуумно-плазменных
покрытий. Харьков: ХНУ им. В.Н. Каразина, 2011,
344 с.
10. D.V. Shtansky, A.N. Sheveiko, M.I. Petrzhik, et
al. Hard tribological Ti-B-N, Ti-Cr-B-N, Ti-Si-B-N and
Ti-Al-Si-B-N coatings // Surface and Coatings Tech-
nology. 2005, v. 200, p. 208-212.
11. Д.В. Штанский, М.И. Петрижик, И.А. Башко-
ва и др. Адгезионные, фрикционные и деформаци-
онные характеристики покрытий Ti-(Ca, Zr)-
(C, N, O, P) для ортопедических и зубных импланта-
тов // ФТТ. 2006, т. 46, в. 7, c. 1231-1238.
Статья поступила в редакцию 25.09.2013 г.
СТРУКТУРА І ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАНОКОМПОЗИТНИХ
ПОКРИТТІВ СИСТЕМИ (Zr-Ti-Сr-Nb)N, ОТРИМАНИХ МЕТОДОМ
ВАКУУМНО-ДУГОВОГО ВИПАРОВУВАННЯ
І.М. Торяник, В.М. Береснєв, І.В. Cердюк, О.Д. Погребняк, О.В. Соболь, О.О. Дручиніна, М.Г. Ковальова,
П.В. Турбін, У.С. Нємченко, Д.О. Колесніков, О.Є. Дмитренко
Методом вакуумно-дугового випаровування суцільнолитого катода із застосуванням імпульсної стимуляції отримані
нанокомпозитні покриття системи (Zr-Ti-Сr-Nb)N. Структура покриттів характеризується розміром кристалітів
5…10 нм. Підвищення потенціалу зсуву призводить до більш інтенсивного нітридоутворення, при цьому збільшуючи
відносний вміст атомів Ti та Cr і підвищуючи твердість до 4500 HV0,1 ГПа. Склерометричні дослідження показали висо-
ку адгезійну міцність, що в комплексі з високою твердістю обумовлює перспективне застосування покриттів в якості
захисних для різального інструменту.
STRUCTURE AND PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF NANOCOMPOSITE
COATINGS OF THE SYSTEM (Zr-Ti-Cr-Nb)N, OBTAINED BY VACUUM-ARC EVAPORA-
TION METHOD
I.N. Toryanik, V.M. Beresnev, I.V. Serdyuk, A.D. Pogrebnjak, O.V. Sobol, O.A. Druchinina, M.G. Kovaleva,
P.V. Turbin, U.S. Nyemchenko, D.A. Kolesnikov, A.Ye. Dmitrenko
Nanocomposite coatings of the system (Zr-Ti-Cr-Nb)N were obtained by vacuum-arc evaporation of a unit-cast cathode with
the use of pulse stimulation. The structure of the coatings is characterized by the size of crystallites of 5…10 nm. Increased bias
potential leads to more intense nitride formation thus increasing the relative content of Cr and Ti atoms and improving the hard-
ness up to 4500 HV0,1 GPa. Sclerometry studies showed high adhesive strength, which in combination with high hardness makes
them promising for use as protective coatings for cutting tool.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-79930 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:14:50Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Торяник, И.Н. Береснев, В.М. Сердюк, И.В. Погребняк, А.Д. Соболь, О.В. Дручинина, О.А. Ковалева, М.Г. Турбин, П.В. Немченко, У.С. Колесников, Д.А. Дмитренко, А.Е. 2015-04-09T07:55:43Z 2015-04-09T07:55:43Z 2014 Структура и физико-механические свойства нанокомпозитных покрытий системы (Zr-Ti-Cr-Cb)N, полученных методом вакуумно-дугового испарения / И.Н. Торяник , В.М. Береснев, И.В. Cердюк, А.Д. Погребняк, О.В. Соболь, О.А. Дручинина, М.Г. Ковалева, П.В. Турбин, У.С. Немченко, Д.А. Колесников, А.Е. Дмитренко // Вопросы атомной науки и техники. — 2014. — № 1. — С. 88-91. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79930 539.2:538.975 Методом вакуумно-дугового испарения цельнолитого катода с применением импульсной стимуляции получены нанокомпозитные покрытия системы (Zr-Ti-Сr-Nb)N. Структура покрытий характеризуется размером кристаллитов 5…10 нм. Увеличение потенциала смещения приводит к более интенсивному нитридообразованию, увеличению относительного содержания атомов Ti и Cr и к повышению твердости до 4500 HV₀,₁ ГПа. Склерометрические исследования показали высокую адгезионную прочность, что в комплексе с высокой твердостью обусловливает перспективное применение покрытий в качестве защитных для режущего инструмента. Методом вакуумно-дугового випаровування суцільнолитого катода із застосуванням імпульсної стимуляції отримані
 нанокомпозитні покриття системи (Zr-Ti-Сr-Nb)N. Структура покриттів характеризується розміром кристалітів
 5…10 нм. Підвищення потенціалу зсуву призводить до більш інтенсивного нітридоутворення, при цьому збільшуючи
 відносний вміст атомів Ti та Cr і підвищуючи твердість до 4500 HV₀,₁ ГПа. Склерометричні дослідження показали високу адгезійну міцність, що в комплексі з високою твердістю обумовлює перспективне застосування покриттів в якості
 захисних для різального інструменту. Nanocomposite coatings of the system (Zr-Ti-Cr-Nb)N were obtained by vacuum-arc evaporation of a unit-cast cathode with
 the use of pulse stimulation. The structure of the coatings is characterized by the size of crystallites of 5…10 nm. Increased bias
 potential leads to more intense nitride formation thus increasing the relative content of Cr and Ti atoms and improving the hardness
 up to 4500 HV₀,₁ GPa. Sclerometry studies showed high adhesive strength, which in combination with high hardness makes
 them promising for use as protective coatings for cutting tool. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Физика и технология конструкционных материалов Структура и физико-механические свойства нанокомпозитных покрытий системы (Zr-Ti-Cr-Nb)N, полученных методом вакуумно-дугового испарения Структура і фізико-механічні властивості нанокомпозитних покриттів системи (Zr-Ti-Cr-Nb)N, отриманих методом вакуумно-дугового випаровування Structure and physical and mechanical properties of nanocomposite coatings of the system (Zr-Ti-Cr-Nb)N, obtained by vacuum-arc evaporation method Article published earlier |
| spellingShingle | Структура и физико-механические свойства нанокомпозитных покрытий системы (Zr-Ti-Cr-Nb)N, полученных методом вакуумно-дугового испарения Торяник, И.Н. Береснев, В.М. Сердюк, И.В. Погребняк, А.Д. Соболь, О.В. Дручинина, О.А. Ковалева, М.Г. Турбин, П.В. Немченко, У.С. Колесников, Д.А. Дмитренко, А.Е. Физика и технология конструкционных материалов |
| title | Структура и физико-механические свойства нанокомпозитных покрытий системы (Zr-Ti-Cr-Nb)N, полученных методом вакуумно-дугового испарения |
| title_alt | Структура і фізико-механічні властивості нанокомпозитних покриттів системи (Zr-Ti-Cr-Nb)N, отриманих методом вакуумно-дугового випаровування Structure and physical and mechanical properties of nanocomposite coatings of the system (Zr-Ti-Cr-Nb)N, obtained by vacuum-arc evaporation method |
| title_full | Структура и физико-механические свойства нанокомпозитных покрытий системы (Zr-Ti-Cr-Nb)N, полученных методом вакуумно-дугового испарения |
| title_fullStr | Структура и физико-механические свойства нанокомпозитных покрытий системы (Zr-Ti-Cr-Nb)N, полученных методом вакуумно-дугового испарения |
| title_full_unstemmed | Структура и физико-механические свойства нанокомпозитных покрытий системы (Zr-Ti-Cr-Nb)N, полученных методом вакуумно-дугового испарения |
| title_short | Структура и физико-механические свойства нанокомпозитных покрытий системы (Zr-Ti-Cr-Nb)N, полученных методом вакуумно-дугового испарения |
| title_sort | структура и физико-механические свойства нанокомпозитных покрытий системы (zr-ti-cr-nb)n, полученных методом вакуумно-дугового испарения |
| topic | Физика и технология конструкционных материалов |
| topic_facet | Физика и технология конструкционных материалов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79930 |
| work_keys_str_mv | AT torânikin strukturaifizikomehaničeskiesvoistvananokompozitnyhpokrytiisistemyzrticrnbnpolučennyhmetodomvakuumnodugovogoispareniâ AT beresnevvm strukturaifizikomehaničeskiesvoistvananokompozitnyhpokrytiisistemyzrticrnbnpolučennyhmetodomvakuumnodugovogoispareniâ AT serdûkiv strukturaifizikomehaničeskiesvoistvananokompozitnyhpokrytiisistemyzrticrnbnpolučennyhmetodomvakuumnodugovogoispareniâ AT pogrebnâkad strukturaifizikomehaničeskiesvoistvananokompozitnyhpokrytiisistemyzrticrnbnpolučennyhmetodomvakuumnodugovogoispareniâ AT sobolʹov strukturaifizikomehaničeskiesvoistvananokompozitnyhpokrytiisistemyzrticrnbnpolučennyhmetodomvakuumnodugovogoispareniâ AT dručininaoa strukturaifizikomehaničeskiesvoistvananokompozitnyhpokrytiisistemyzrticrnbnpolučennyhmetodomvakuumnodugovogoispareniâ AT kovalevamg strukturaifizikomehaničeskiesvoistvananokompozitnyhpokrytiisistemyzrticrnbnpolučennyhmetodomvakuumnodugovogoispareniâ AT turbinpv strukturaifizikomehaničeskiesvoistvananokompozitnyhpokrytiisistemyzrticrnbnpolučennyhmetodomvakuumnodugovogoispareniâ AT nemčenkous strukturaifizikomehaničeskiesvoistvananokompozitnyhpokrytiisistemyzrticrnbnpolučennyhmetodomvakuumnodugovogoispareniâ AT kolesnikovda strukturaifizikomehaničeskiesvoistvananokompozitnyhpokrytiisistemyzrticrnbnpolučennyhmetodomvakuumnodugovogoispareniâ AT dmitrenkoae strukturaifizikomehaničeskiesvoistvananokompozitnyhpokrytiisistemyzrticrnbnpolučennyhmetodomvakuumnodugovogoispareniâ AT torânikin strukturaífízikomehaníčnívlastivostínanokompozitnihpokrittívsistemizrticrnbnotrimanihmetodomvakuumnodugovogoviparovuvannâ AT beresnevvm strukturaífízikomehaníčnívlastivostínanokompozitnihpokrittívsistemizrticrnbnotrimanihmetodomvakuumnodugovogoviparovuvannâ AT serdûkiv strukturaífízikomehaníčnívlastivostínanokompozitnihpokrittívsistemizrticrnbnotrimanihmetodomvakuumnodugovogoviparovuvannâ AT pogrebnâkad strukturaífízikomehaníčnívlastivostínanokompozitnihpokrittívsistemizrticrnbnotrimanihmetodomvakuumnodugovogoviparovuvannâ AT sobolʹov strukturaífízikomehaníčnívlastivostínanokompozitnihpokrittívsistemizrticrnbnotrimanihmetodomvakuumnodugovogoviparovuvannâ AT dručininaoa strukturaífízikomehaníčnívlastivostínanokompozitnihpokrittívsistemizrticrnbnotrimanihmetodomvakuumnodugovogoviparovuvannâ AT kovalevamg strukturaífízikomehaníčnívlastivostínanokompozitnihpokrittívsistemizrticrnbnotrimanihmetodomvakuumnodugovogoviparovuvannâ AT turbinpv strukturaífízikomehaníčnívlastivostínanokompozitnihpokrittívsistemizrticrnbnotrimanihmetodomvakuumnodugovogoviparovuvannâ AT nemčenkous strukturaífízikomehaníčnívlastivostínanokompozitnihpokrittívsistemizrticrnbnotrimanihmetodomvakuumnodugovogoviparovuvannâ AT kolesnikovda strukturaífízikomehaníčnívlastivostínanokompozitnihpokrittívsistemizrticrnbnotrimanihmetodomvakuumnodugovogoviparovuvannâ AT dmitrenkoae strukturaífízikomehaníčnívlastivostínanokompozitnihpokrittívsistemizrticrnbnotrimanihmetodomvakuumnodugovogoviparovuvannâ AT torânikin structureandphysicalandmechanicalpropertiesofnanocompositecoatingsofthesystemzrticrnbnobtainedbyvacuumarcevaporationmethod AT beresnevvm structureandphysicalandmechanicalpropertiesofnanocompositecoatingsofthesystemzrticrnbnobtainedbyvacuumarcevaporationmethod AT serdûkiv structureandphysicalandmechanicalpropertiesofnanocompositecoatingsofthesystemzrticrnbnobtainedbyvacuumarcevaporationmethod AT pogrebnâkad structureandphysicalandmechanicalpropertiesofnanocompositecoatingsofthesystemzrticrnbnobtainedbyvacuumarcevaporationmethod AT sobolʹov structureandphysicalandmechanicalpropertiesofnanocompositecoatingsofthesystemzrticrnbnobtainedbyvacuumarcevaporationmethod AT dručininaoa structureandphysicalandmechanicalpropertiesofnanocompositecoatingsofthesystemzrticrnbnobtainedbyvacuumarcevaporationmethod AT kovalevamg structureandphysicalandmechanicalpropertiesofnanocompositecoatingsofthesystemzrticrnbnobtainedbyvacuumarcevaporationmethod AT turbinpv structureandphysicalandmechanicalpropertiesofnanocompositecoatingsofthesystemzrticrnbnobtainedbyvacuumarcevaporationmethod AT nemčenkous structureandphysicalandmechanicalpropertiesofnanocompositecoatingsofthesystemzrticrnbnobtainedbyvacuumarcevaporationmethod AT kolesnikovda structureandphysicalandmechanicalpropertiesofnanocompositecoatingsofthesystemzrticrnbnobtainedbyvacuumarcevaporationmethod AT dmitrenkoae structureandphysicalandmechanicalpropertiesofnanocompositecoatingsofthesystemzrticrnbnobtainedbyvacuumarcevaporationmethod |