Вакуумно-дугові багатошарові покриття (TiZrSiY)N/NbN: будова та властивості залежно від тривалості осадження шарів, що чергуються
Анотація
Вакуумно-дуговим способом при одночасному розпиленні двох катодів різного складу сформовані багатошарові покриття, що містять різну кількість подвійних шарів (бішарів, відповідно 268 і 536). Один катод був виготовлений з багатокомпонентного матеріалу TiZrSiY, а другий – з технічного ніобію. Осадження покриття проводили в азотній атмосфері за негативного потенціалу зміщення на підкладці. Отримане покриття (TiZrSiY)N/NbN має періодичну шарувату структуру з товщинами окремих шарів, що визначаються тривалістю осадження (10 або 20 с). Загальна товщина покриття визначається кількістю сформованих бішарів. Зафіксовані у покритті фази TiN і NbN є полікристалічними, розміри зерен можна порівняти з розмірами шарів. У шарах спостерігається стовпчаста структура з переважною орієнтацією (111). Твердість сформованих покриттів залежить від товщини шарів і сягає 39.7 ГПа у покритті з найменшою з отриманих товщиною шарів. На всіх зразках з покриттям залежно від товщини шарів коефіцієнт тертя змінюється від 0,512 до 0,498. Досить велика величина коефіцієнта тертя обумовлена високою шорсткістю та наявністю краплинної фракції на поверхні та в покритті.
Завантаження
Посилання
A. Cavaleiro and J.T. de Hosson, editors Nanostructured Coatings, (Springer-Verlag, USA, 2006). https://link.springer.com/content/pdf/bfm:978-0-387-48756-4/1?pdf=chapter%20toc
A.D. Pogrebnjak, О.М. Ivasishin, and V.M. Beresnev. Uspehi Fiziki Metallov, 17(1), 1 (2016). https://doi.org/10.15407/ufm.17.01.001
M. Stueber, H. Holleck, H. Leiste, et al., J. Alloys Compd. 483, 321 (2009) https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.08.133
N. Hansen. Scr. Mater. 51, 801 (2004). https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2004.06.002
S.Z. Li, Y. Shi, and H. Peng, Plasma Chem. and Plasma Proc. 12, 287 (1992). https://doi.org/10.1007/BF01447027
V.V. Vasil’ev, A.A. Luchaninov, E.N. Reshetnyak, V.E. Strel’nitskij, G.N. Tolmatcheva, and M.V. Reshetnyak, PAST, 2009(2), 173 (2009). https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2009_2/article_2009_2_173.pdf
O.D. Pohrebniak, O.V. Bondar, O.V. Sobol, and V.M. Beresnev, Soft Nanoscience Letters, 3, 46 (2013). http://dx.doi.org/10.4236/snl.2013.33009
Q. Wan, N. Liu, B. Yang, H. Liu, and Y. Chen, Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed. 34, 774 (2019). https://doi.org/10.1007/s11595-019-2116-9
J. Musil, and H. Polakova. Surf. Coat. Technol. 127, 99 (2000). https://doi.org/10.1016/S0257-8972(00)00560-0
D.C. Tsai, Y.L. Huang, S.R. Lin, et al. Appl. Surf. Sci. 257, 1361 (2010) http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2010.08.078
B.D. Beake, L. Bergdoll, L. Isern, et al., Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 95, 105441 (2021). https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2020.105441
M. Li, R. Wang, Y. Fan, and L. Wang, Materials Research Innovations, 19(8), S8–190 (2015). https://doi.org/10.1179/1432891715Z.0000000001653
J. Yi, J. Xiong, Z. Guo, et al., Ceram. Int. 48, 6208 (2022). http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.11.161
I. Aksionov, A. Andreev, V. Belous, et al., Вакуумная дуга: источники плазмы, осаждение покрытий, поверхностное модифицирование [Vacuum arc: plasma sources, coating deposition, surface modification] (Naukova dumka, Kyiv, 2012). (in Russian).
А. Bolgar, and V. Linvinenko, Термодинамические свойства нитридов [Thermodynamic properties of nitrides] (Naukova dumka, Kyiv, 1980). (in Russian).
M. Azarenkov, O. Sobol`, A. Pogrebniak, and V. Beresnev, Инженерия вакуумно-плазменных покрытий [Engineering of vacuum plasma coatings], (KhNU, Kharkiv, 2011). (in Russian).
H. Holleck, Binäre und ternäre Carbid- und Nitridsysteme der Übergangsmetalle. Materialkundlich-Technische Reihe, Nr. 6 (Hrsg. G. Petzow). (Gebrüder Borntraeger, Berlin - Stuttgart, 1984).
G.Y. Oya, and Y. Onodera. J. Appl. Phys. 45, 1389 (1974). https://doi.org/10.1063/1.1663418
G.Y. Oya, and Y. Onodera. J. Appl. Phys. 47, 2833 (1976). https://doi.org/10.1063/1.323080
V.M. Beresnev, S.V. Lytovchenko, D.V. Horokh, B.O. Mazilin, et. al., Journal of nano- and electronic physics. 11(5), 05037 (2019). https://jnep.sumdu.edu.ua/download/numbers/2019/5/articles/jnep_11_5_05037.pdf
M. Hock, E. Schaffer, W. Doll, and G. Kleer, Surface and Coatings Techn. 163-164, 689 (2003). https://doi.org/10.1016/S0257-8972(02)00658-8
V. Ivashchenko, S. Veprek, A. Pogrebnjak, and B. Postolnyi, Science and Technology of Advanced Materials. 15(2), 025007 (2014). https://doi.org/10.1088/1468-6996/15/2/025007
A.D. Pogrebnjak, V.I. Ivashchenko, P.L. Skrynskyy, et al., Composites Part B: Engineering, 142, 85 (2018). https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.01.004
V.M. Beresnev, O.V. Sobol, S.S. Grankin, U.S. Nemchenko, et al., Inorg. Mater. Appl. Res. 7, 388 (2016) https://doi.org/10.1134/S2075113316030047
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
