Физическая инженерия поверхности, 2013, № 4

Закономерности формирования напряженно-деформированного состояния в ионно-плазменных конденсатах системы TiC-WC

Tue, 01 Jan 2013 00:00:00 GMT

Закономерности формирования напряженно-деформированного состояния в ионно-плазменных конденсатах системы TiC-WC Шовкопляс, О. А.; Соболь, О. В. Методом рентгеновской дифрактометрии, включающим рентгентензометрию (“a-sin2 ψ-метод), проанализировано фазово-структурное и напряженно-деформированное состояния ионно-плаз-менных покрытий квазибинарной системы TiC-WC в зависимости от соотношения TiC/WC составляющих и температуры осаждения. Выявлено расширение (по сравнению с равновесным) границ области существования кристаллического состояния с кубической решеткой структурного типа NaCl. Установлено, что TiC составляющая с сильной ковалентной связью между металлом и углеродом приводит к повышению величины остаточных напряжений сжатия в покрытии, которые при температуре осаждения 530 К и составе 25 мол.% WC – 75 мол.% TiC достигли – 7.7 ГПа. Определено, что в нанокристаллическом состоянии покрытий коэффициент Пуассона близок к 0.24, а коэффициент термического расширения – 2⋅10−5 К−1 .; Методом рентгенівської дифрактометрії, включно із рентгентензометрією (“a-sin2 ψ”-метод), проаналізовано фазово-структурний й напружено-деформований стани йонно-плазмових покриттів квазібінарної системи TiC-WC у залежності від співвідношення TiC/WC складових і температури осадження. Виявлено розширення (в порівнянніз рівноважним) меж області існування кристалічного стану з кубічною решіткою структурного типу NaCl. Визначено, що TiC складова із міцним ковалентним зв’язком між металом та вуглецем приводить до збільшення величини залишкових напружень стиснення в покритті, що при температурі осадження 530 К і складі 25 мол.% WC – 75 мол.% TiC досягли – 7.7 ГПа. Встановлено, що в нанокристалічному стані покриттів коефіцієнт Пуассона складає близько 0.24, а коефіцієнт термічного розширення – 2⋅10−5 К−1 .; By X-ray diffraction, including X-raytensometry (“a-sin2 ψ”-method) analyzed phase-structural and stress-strain state of the ion- plasma coatings quasi-binary system TiC-WC depending on the ratio of TiC/WC components and the deposition temperature. Extension installed (compared to the equilibrium) region of existence of the crystalline state with a cubic lattice structure type NaCl. Determined that the TiC component with a strong covalent bond between the metal and the carbon increases the magnitude of the residual compressive stresses in the coating which, when a deposition temperature 530 K and the composition of 25 mol.% WC − 75 mol.% TiC reached − 7.7 GPa. It was determined that the nanocrystalline coatings Poisson’s ratio close to 0.24, and the coefficient of thermal expansion − 2⋅10−5 К−1 .

Многоэлементные покрытия (Zr-Ti-Al-Nb-Y)N, полученные вакуумно-дуговым осаждением

Tue, 01 Jan 2013 00:00:00 GMT

Многоэлементные покрытия (Zr-Ti-Al-Nb-Y)N, полученные вакуумно-дуговым осаждением Торяник, И.Н.; Береснев, В.М.; Немченко, У.С.; Колесников, Д.А.; Турбин, П.В.; Гранкин, С.С.; Береснева, Е.В.; Ганенко, В.В. Методом вакуумно-дугового осаждения из цельнолитых катодов сформированы многоэлементные покрытия на основе системы (Zr-Ti-Al-Nb-Y)N. Покрытия характеризуются нанозеренной структурой со средней величиной кристаллитов 25 – 30 нм и достигают твердости Н = 4929HV₀,₂. Склерометрические исследования покрытий указывают на высокую адгезионную прочность к стальной подложке.; Методом вакуумно-дугового осадження із суцільнолитих катодів сформовані багатоелементні покриття на основі системи (Zr-Ti-Al-Nb-Y)N. Покриття характеризуються нанозеренною структурою із середньою величиною кристалітів 25 – 30 нм і досягають твердості Н = 4929HV₀,₂. Склерометричні дослідження покриттів вказують на високу адгезійну міцність до стальної підкладинки.; Multi-element coatings based on (Zr-Ti-Al-Nb-Y)N system were deposited by means of vacuum-arc deposition method from unit-cast cathodes. The coatings are characterized by nanograin structure with an average size of crystallites about 25 – 30 nm, and their hardness reaches H = 4929HV₀,₂ Sclerometry tests indicate high adhesion strength of the coatings to the steel substrate

Иссдедование процессов формирования TiSiN покрытий путём распыления мишений из Ti и Si ионами, генерируемыми источником газовой плазмы

Tue, 01 Jan 2013 00:00:00 GMT

Иссдедование процессов формирования TiSiN покрытий путём распыления мишений из Ti и Si ионами, генерируемыми источником газовой плазмы Белоус, В.А.; Лунёв, В.М.; Носов, Г.И.; Куприн, А.С.; Толмачёва, Г.Н.; Колодий, И.В. Отработана методика легирования TiN покрытий путём одновременного распыления мишеней из Ti и Si ионами азота и аргона, генерируемыми источником газовой плазмы (ИГП). Наибольшее значение твёрдости (∼33 ГПа) достигалось при СSi ∼ 7 вес %. За счёт образования на поверхности Ti и Si стойких к распылению соединений скорость их травления снижалась, по сравнению с распылением в чистом аргоне, соответственно, в ∼10 и ∼7 раз. Рентгеноструктурный анализ показал, что на поверхности Ti мишени присутствует гексагональный нитрид титана (TiN₀,₃). На дифрактограмме Si мишени присутствует только одна линия Si (111). Глубина модифицированного слоя для Ti составляла более 3 мкм, а для Si < 0,5 мкм.; Відпрацьована методика легування TiN покриттів шляхом одночасного розпилення мішеней з Ti та Si іонами азоту і аргону, генерованими джерелом газової плазми ( ДГП ). Найбільше значення твердості ( ∼33 ГПа ) досягнуто при СSi ∼7 ваг. %. За рахунок утворення на поверхні Ti та Si стійких до розпилення сполукшвидкість їх травлення знижувалася, порівняно з розпиленням в чистому аргоні, відповідно, в ∼10 та ∼7 разів. Рентгеноструктурний аналіз показав, що на поверхні Ti мішені присутній гексагональний нітрид титану (TiN₀,₃). На дифрактограмі Si мішені присутня тільки одна лінія Si (111). Глибина модифікованого шару для Ti становила понад 3 мкм, а для Si < 0,5 мкм.; Technique of doping TiN coatings by simultaneous sputtering of Ti and Si targets by nitrogen and argon ions generated from the gas plasma source (GPS) was developed. The highest value of hardness (∼33 GPa) was achieved at the CSi ∼ 7 wt%. The etching rate of Si and Ti, compared to sputtering in pure argon, are decreased due to the formation on their surfaces resistant to sputtering compounds ∼10 and ∼7, respectively. XRD analysis showed that the surface of the Ti target contains hexagonal titanium nitride (TiN₀,₃). At diffractogram of Si target there is only one line of Si (111). The depth of the modified layer of Ti is over 3 мm and for Si < 0,5 microns.

Ion implantation, ion-beam mixing during simultaneous ion implantation and metal deposition

Tue, 01 Jan 2013 00:00:00 GMT

Ion implantation, ion-beam mixing during simultaneous ion implantation and metal deposition Lisovenko, M.A.; Belovol, K.O.; Kyrychenko, O.V.; Shablya, V.T.; Kassi, J.; Gritsenko, B.P.; Burkovska, V.V. This article present‘s researching results of ion implantation Ta in Cu monocrystal with different plane. Also the article demonstrates the processes of ion mixing and deposition of ions Ta+ and Cu+ on polycrystalline Al substrate. Effect of crystalline plane line was found. At the same implantation dose the dose at surface layer is different. Possibilities of the simultaneous ion implantation Ta and Cu and deposition on Al substrate are showed. It causes good corrosion resistance, microhardness increasing of the surface layers.; Встатье представленырезультаты исследований процессов ионной имплантации Ta в монокриcталле Cu с различной плоскостью. А также процессы ионного перемешивания и осаждения ионов Ta+ и Cu+ на подложку c поликристаллического Al. Обнаружено влияние направления кристаллической плоскости и то, что при одинаковой дозе имплантации в поверхностном слое внедренная доза разная. Показаны возможности одновременной имплантации ионов Ta и Cu и осаждения на подложку из Al, что приводит к хорошей коррозионной стойкости, увеличению микротвердости поверхностных слоев.; У статті представлені результати дослідження процесів іонної імплантації Ta у монокристали Cu з різними площинами. А також процеси іонного змішування і осадження іонів Ta+ і Cu+ на підкладинку з полікристалічного Al. Виявлено вплив напряму кристалічної площини і те, що при однаковій дозі імплантації в поверхневому шарі імплантована доза різна. Показані можливості одночасної імплантації іонів Ta та Cu і осадження на підкладинку з Al, що сприяє хорошій корозійній стійкості та підвищенню мікротвердості поверхневих шарів.