Влияние толщины бислоев TiN/ZrN на структуру и свойства многослойных покрытий, полученных вакуумно-дуговым испарением

Abstract

Методами рентгеновской дифрактометрии, электронной микроскопии и микроиндентирования исследованы фазовый состав, структура, субструктура, твердость и модуль упругости вакуумно-дуговых многослойных покрытий системы TiN/ZrN, полученных с разными толщинами двухслойных периодов при постоянных отрицательных потенциалах смещения (Ub) -140 и -200 В. Установлено, что при действии этих потенциалов в процессе осаждения покрытий слои мононитридов ZrN и TiN формируются с преимущественной ориентацией кристаллитов (текстурой) с осью [111], перпендикулярной плоскости роста. Увеличение числа границ при уменьшении толщины периодов приводит к увеличению твердости до 45 ГПа, что значительно превосходит твердость каждого из слоев ZrN и TiN в отдельности.

Методами рентгенівської дифрактометрії, електронної мікроскопії та мікроіндентування досліджені фазовий склад, структура, субструктура, твердість і модуль пружності вакуумно-дугових багатошарових покриттів системи TiN/ZrN, отриманих з різними товщинами двошарових періодів при постійних негативних потенціалах зміщення (Ub) -140 і -200 В . Встановлено, що при дії цих потенціалів в процесі осадження покриттів, шари мононитридів ZrN і TiN формуються з переважною орієнтацією кристалітів (текстурою) з віссю [111], перпендикулярній площині зростання. Збільшення числа границь при зменшенні товщини періодів призводить до підвищення твердості до 45 ГПа, що значно перевершує твердість кожного з шарів ZrN і TiN окремо.

Phase composition, structure, substructure, hardness and elastic modulus of vacuum-arc multilayer coatings of TiN/ZrN, obtained with different thicknesses bilayer periods at constant negative bias potential (Ub) -140 and -200, was investigated by X-ray diffraction, electron microscopy and microindentation. It is established that under the action of these potentials during the deposition of layers mononitrides ZrN and TiN formed the preferred orientation of crystallites (texture) with the [111] axis perpendicular to the plane of growth. Increasing the number of boundaries with decreasing thickness of periods leads to increased hardness of 45 GPa, which is much greater than the hardness as ZrN and TiN single-layer coatings.