Влияние высоковольтного постоянного потенциала смещения на структуру и свойства многослойного композиционного материала MoN/CrN с разной толщиной слоев

Abstract

Исследованы влияния высоковольтного постоянного потенциала смещения, давления азотной атмосферы и толщины слоев на фазовый и элементный составы, структуру и механические свойства композиционных многослойных покрытий CrN/MoN, полученных вакуумно-дуговым испарением в атмосфере азота. Установлено, что при уменьшении толщины слоев от 200 до 15 нм при практически неизменном фазовом составе твердость снижается с 34 до 13 ГПа, что можно связать с повышением удельного вклада неравновесных границ. При меньшей толщине слоев, около 5 нм, происходит увеличение твердости, а адгезионная прочность достигает высокого значения (187,17 Н) критической точки разрушения покрытия. Обсуждены возможные механизмы зафиксированного повышения механических свойств покрытия.

Досліджено вплив високовольтного постійного потенціалу зміщення, тиску азотної атмосфери і товщини шарів на фазовий і елементний склад, структуру і механічні властивості композиційних багатошарових покриттів CrN/MoN, отриманих вакуумно-дуговим випаром в атмосфері азоту. Встановлено, що при зменшенні товщини шарів від 200 до 15 нм при практично незмінному фазовому складі твердість знижується з 34 до 13 ГПа, що можна зв'язати з підвищенням питомого внеску нерівноважних меж. При меншій товщині шарів, близько 5 нм, відбувається збільшення твердості, а адгезійна міцність досягає високого значення (187,17 Н) критичної точки руйнування покриття. Обговорено можливі механізми зафіксованого підвищення механічних властивостей покриття.

Influence of high-voltage constant potential bias, pressure of nitrogen atmosphere, and thickness of layers on the phase and elemental composition, structure and mechanical properties of the composite multilayer coatings CrN/MoN, which were prepared by the nitrogen vacuum-arc evaporation in atmosphere, was studied. It was determined that when the layer thickness is reduced from 200 to 15 nm at almost invariable phase the structural hardness decreases from 34 GPa to 13 GPa what may be accounted for increase of the specific contribution of nonequilibrium at boundaries. When the layers thickness is smaller, e.g. of about 5 nm, the hardness increases, and adhesion strength reaches (187.17 Н) of the coating destruction critical point. Some possible mechanisms of the fixed increase of the coating mechanical properties are considered.