Структура, властивості та морфологія твердих наноструктурованих покриттів Ti-Si-N
Ключові слова:
наноструктуровані покриття, структура, морфологія
Анотація
У роботі представлений порівняльний аналіз результатів, отриманих на зразках наноструктурованих покриттів Ti-Si-N. Елементний склад, дефектна структура, концентрація елементів за глибиноюпокриття та морфологія плівок були досліджені з використанням таких методів як пучок повільних позитронів (SPB), рентгенівської фотоелектронної спектроскопії (РФЕС), резерфордівського зворотнього розсіювання (RBS), протонного мікропучка (µ-PIXE), рентгеноструктурного аналізу (РСА), скануючої електронної мікроскопії з енергодисперсійним аналізом (SEM з EDS). Результати зазначених вище експериментів показали, що змінювання потенціалу підкладки під час нанесення покриттів призводить до змінювання стехіометрії та морфології одержаних покриттів. Крім того після термічної обробки при 600 °С спостерігається утворення двох фаз: твердого розчину TiN та аморфної або квазіаморфної фази α-SiNх(Si3N4). У ході експериментів розмір зерна не змінився, а додаткова термічна обробка сприяла завершенню спінодальної (фазової) сегрегації.
Завантаження
##plugins.generic.usageStats.noStats##
Посилання
Gleiter Н. Nanocrystalline materials//Progress in Materials Science. − 989.− Vol. 33.− P. 233-315.
Siegel R.W. Cluster-Assembled Nanophase Materials//Annual Review of Materials Science. − 1991. − Vol. 21. − P. 559-579.
Veprek S., Reiprich S.A. Concept for the design of novel superhard coatings//Thin Solid Films. − 1995. − Vol. 268. − P. 64-71.
Pogrebnyak A.D., Shpak A.P., Azarenkov N.A., Beresnev V.M. Structures and properties of hard and superhard nanocomposite coatings//PhysicsUspekhi. −2009. − Vol. 52. − P. 29-54.
Mayrhofer P.H., Mitterer C., Hultman L., Clemens H. Microstructural design of hard coatings //Progress in Materials Science. − 2006. − Vol. 51. − P. 1032-1114.
Musil J. Hard and superhard nanocomposite coatings//Surface and Coatings Technology. − 2000. − Vol. 125. − P. 322-330.
Andrievski R.A. Nanomaterials based on highmelting carbides, nitrides and borides//Russian Chemestri Reviews. − 2005. − Vol. 74. − P. 10611072.
Musil J. Hard nanocomposite coatings: Thermal stability, oxidation resistance and toughness// Surface and Coatings Technology. − 2012. − Vol. 207. − P. 50-65.
Pogrebnjak A.D., Ponomarev A.G., Shpak A.P., Kunitskii Yu.A. Application of micro- and nanoprobes to the analysis of small-sized 3D materials, nanosystems, and nanoobjects//Physics-Uspekhi. − 2012. − Vol. 55. − P. 270-300.
Pogrebnjak A., Danilionok M., Uglov V., Erdybaeva N., Kirik G., Dub S., Rusakov V., Shypylenko A., Zukovski P., Tuleushev Y. Nanocomposite Protective Coatings Based on Ti-N-Cr/NiCr-B-Si-Fe, Their Structure and properties//Vacuum. − 2009. − Vol. 83. − P. 235-239.
Pogrebnjak A.D., Uglov V.V., Il’yashenko M.V., Beresnev V.M., Shpak A.P., Kaverin M.V., Erdybaeva N.K., Kunitskii Yu.A., Tyurin Yu.N., Kolisnichenko O.V., Makhmudov N.A., and Shypylenko A.P. Nano-Microcomposite and Combined Coatings on Ti-Si-NAA/C-Co-Cr/Steel and Ti-Si-N/(Cr3C2)75-(NiCr)25Base: Their Structure and Properties. Nanostructured Materials and Nanotechnology IV//Ceramic Engineering and Science Proceedings. − 2010. − Vol. 31. − P. 127-138.
Lavrent’ev V.I., Pogrebnyak A.D., Shandrik R. ‘Evolyuciya vakansionnyh defektov v poverhnostnyh sloyah metalla pri impul’snom vozdejstvii ‘elektronnym puchkom //Pis’ma v Zh‘ETF. − 1997. − № 65. − P. 618-622.
Rempel’S.V., Gusev A.I. Poverhnostnaya segregaciya v raspadayuschihsya karbidnyh tverdyh rastvorah//Pis’ma v Zh‘ETF. − 2008. − № 88. − P. 508-513.
Krause-Rehberg R., Leipner H.S. Positron Annihilation in Semiconductors: Defect Studies. − New York: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2003. − 387 p.
Pogrebnjak A.D., Il’yashenko M.V., Kaverin M.V., Shypylenko A.P., Pshyk A.V., Beresnev V.M., Kirik G.V., Erdybayeva N.K., Makhmudov N.A., Kolisnichenko O.V., Tyurin Yu.N., Shpak A.P. Physical And Mechanical Properties of The Nanocomposite And Combined Ti-N-Si / WC-Co-Cr/ and Ti-N-Si/(Cr3C2)75-(NiCr)25 Coatings//Journal of Nano- and Electronic Physics. − 2009. − Vol. 1. − P. 66-77.
Pogrebnjak A.D., Mahmud A.M., Karasha I.T., Kirik G.V., Tkachenko R.Y., Shypylenko A.P. Structure аnd Physical-Mechanical Properties of nc-TiN Coatings Obtained by Vacuum-Arc Deposition and Deposition of HF Discharg//Journal of Nano- and Electronic Physics.− 2011.−Vol. 3. − P. 97-105.
Pogrebnjak A.D., Ruzimov Sh.M., Alontseva D.L., Zukowski P., Karwat C., Kozak С., Kolasik M. Structure and properties of coatings on Ni base deposited using a plasma jet before and after electron a beam irradiation//Vacuum. − 2007. − Vol. 81. − P. 1243.
Sobol’ O.V., Pogrebnjak A.D., Beresnev V.M. Effect of the Preparation Conditions on Phase Composition, Structure, and Mechanical Characteristics of Vacuum-Arc Zr-Ti-Si-N Coatings// Phys. Met. Metallogr.− 2011.− Vol. 112. − P. 188.
Pogrebnjak A.D., Shpak A.P., Beresnev V.M., Kolesnikov D.A., Kunitskii Yu.A., Sobol O.V., Uglov V.V., Komarov F.F., Shypylenko A.P., Makhmudov N.A., Demyanenko A.A., Baidak V.S., and Grudnitskii V.V.. Effect of Thermal Annealing in Vacuum and in Air on Nanograin Sizes in Hard and Superhard Coatings Zr–Ti-SiN//Journal of Nanoscience and Nanotechnology. − 2012. − Vol. 12.
Siegel R.W. Cluster-Assembled Nanophase Materials//Annual Review of Materials Science. − 1991. − Vol. 21. − P. 559-579.
Veprek S., Reiprich S.A. Concept for the design of novel superhard coatings//Thin Solid Films. − 1995. − Vol. 268. − P. 64-71.
Pogrebnyak A.D., Shpak A.P., Azarenkov N.A., Beresnev V.M. Structures and properties of hard and superhard nanocomposite coatings//PhysicsUspekhi. −2009. − Vol. 52. − P. 29-54.
Mayrhofer P.H., Mitterer C., Hultman L., Clemens H. Microstructural design of hard coatings //Progress in Materials Science. − 2006. − Vol. 51. − P. 1032-1114.
Musil J. Hard and superhard nanocomposite coatings//Surface and Coatings Technology. − 2000. − Vol. 125. − P. 322-330.
Andrievski R.A. Nanomaterials based on highmelting carbides, nitrides and borides//Russian Chemestri Reviews. − 2005. − Vol. 74. − P. 10611072.
Musil J. Hard nanocomposite coatings: Thermal stability, oxidation resistance and toughness// Surface and Coatings Technology. − 2012. − Vol. 207. − P. 50-65.
Pogrebnjak A.D., Ponomarev A.G., Shpak A.P., Kunitskii Yu.A. Application of micro- and nanoprobes to the analysis of small-sized 3D materials, nanosystems, and nanoobjects//Physics-Uspekhi. − 2012. − Vol. 55. − P. 270-300.
Pogrebnjak A., Danilionok M., Uglov V., Erdybaeva N., Kirik G., Dub S., Rusakov V., Shypylenko A., Zukovski P., Tuleushev Y. Nanocomposite Protective Coatings Based on Ti-N-Cr/NiCr-B-Si-Fe, Their Structure and properties//Vacuum. − 2009. − Vol. 83. − P. 235-239.
Pogrebnjak A.D., Uglov V.V., Il’yashenko M.V., Beresnev V.M., Shpak A.P., Kaverin M.V., Erdybaeva N.K., Kunitskii Yu.A., Tyurin Yu.N., Kolisnichenko O.V., Makhmudov N.A., and Shypylenko A.P. Nano-Microcomposite and Combined Coatings on Ti-Si-NAA/C-Co-Cr/Steel and Ti-Si-N/(Cr3C2)75-(NiCr)25Base: Their Structure and Properties. Nanostructured Materials and Nanotechnology IV//Ceramic Engineering and Science Proceedings. − 2010. − Vol. 31. − P. 127-138.
Lavrent’ev V.I., Pogrebnyak A.D., Shandrik R. ‘Evolyuciya vakansionnyh defektov v poverhnostnyh sloyah metalla pri impul’snom vozdejstvii ‘elektronnym puchkom //Pis’ma v Zh‘ETF. − 1997. − № 65. − P. 618-622.
Rempel’S.V., Gusev A.I. Poverhnostnaya segregaciya v raspadayuschihsya karbidnyh tverdyh rastvorah//Pis’ma v Zh‘ETF. − 2008. − № 88. − P. 508-513.
Krause-Rehberg R., Leipner H.S. Positron Annihilation in Semiconductors: Defect Studies. − New York: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2003. − 387 p.
Pogrebnjak A.D., Il’yashenko M.V., Kaverin M.V., Shypylenko A.P., Pshyk A.V., Beresnev V.M., Kirik G.V., Erdybayeva N.K., Makhmudov N.A., Kolisnichenko O.V., Tyurin Yu.N., Shpak A.P. Physical And Mechanical Properties of The Nanocomposite And Combined Ti-N-Si / WC-Co-Cr/ and Ti-N-Si/(Cr3C2)75-(NiCr)25 Coatings//Journal of Nano- and Electronic Physics. − 2009. − Vol. 1. − P. 66-77.
Pogrebnjak A.D., Mahmud A.M., Karasha I.T., Kirik G.V., Tkachenko R.Y., Shypylenko A.P. Structure аnd Physical-Mechanical Properties of nc-TiN Coatings Obtained by Vacuum-Arc Deposition and Deposition of HF Discharg//Journal of Nano- and Electronic Physics.− 2011.−Vol. 3. − P. 97-105.
Pogrebnjak A.D., Ruzimov Sh.M., Alontseva D.L., Zukowski P., Karwat C., Kozak С., Kolasik M. Structure and properties of coatings on Ni base deposited using a plasma jet before and after electron a beam irradiation//Vacuum. − 2007. − Vol. 81. − P. 1243.
Sobol’ O.V., Pogrebnjak A.D., Beresnev V.M. Effect of the Preparation Conditions on Phase Composition, Structure, and Mechanical Characteristics of Vacuum-Arc Zr-Ti-Si-N Coatings// Phys. Met. Metallogr.− 2011.− Vol. 112. − P. 188.
Pogrebnjak A.D., Shpak A.P., Beresnev V.M., Kolesnikov D.A., Kunitskii Yu.A., Sobol O.V., Uglov V.V., Komarov F.F., Shypylenko A.P., Makhmudov N.A., Demyanenko A.A., Baidak V.S., and Grudnitskii V.V.. Effect of Thermal Annealing in Vacuum and in Air on Nanograin Sizes in Hard and Superhard Coatings Zr–Ti-SiN//Journal of Nanoscience and Nanotechnology. − 2012. − Vol. 12.
Опубліковано
2017-07-21
Як цитувати
Kaverin, M. V., & Zhollybekov, B. (2017). Структура, властивості та морфологія твердих наноструктурованих покриттів Ti-Si-N. Журнал фізики та інженерії поверхні, 11(3), 263 - 269. вилучено із https://periodicals.karazin.ua/pse/article/view/8757
Розділ
Статті
У відповідності з типовим шаблоном.
