Исследование особенностей нанокристаллического строения сверхтвердых покрытий мононитрида титана

Abstract

Представлены новые результаты по исследованию структуры сверхтвердых покрытий монофазного нитрида титана методами просвечивающей и растровой электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа. Покрытия получены вакуумно–дуговым способом, с приложением к подложке постоянного и импульсного потенциала смещения в условиях однонаправленного роста по механизму «плазма-твердое тело». Получены прямые свидетельства об особенностях нанокристаллического строения. Основу наноструктуры составляют кристаллические зерна, имеющие нитевидную форму и прорастающие на всю толщину покрытия. Распределение нитевидных зерен по поперечному линейному размеру – бимодальное, состоящее из нано- и субмикрокристаллической фракций. Нитевидные зерна субмикрокристаллической фракции содержат высокую плотность дислокаций ростового происхождения. Выявлены вертикальные межзеренные границы двух типов: двойниковые и малоугловые.

Представлено нові результати по дослідженню структури надтвердих покриттів монофазного нітриду титану методами просвітчастої й растрової електронної мікроскопії, рентгеноструктурного аналізу. Покриття отримані вакуумно-дуговим способом з поданням на підкладку постійного й імпульсного від’ємного потенціалу в умовах односпрямованого росту по механізму "плазма-тверде тіло". Отримано прямі свідчення про особливості нанокристалічної будови. Основу наноструктури становлять кристалічні зерна, що мають нитковидну форму й проростають на всю товщину покриття. Розподіл нитковидних зерен за поперечним лінійним розміром - бімодальне, що складається з нано- і субмикрокристалічної фракцій. Нитковидні зерна субмикрокристалічної фракції мають високу щільність дислокацій ростового походження. Виявлено вертикальні межзеренні границі двох типів: двійникові й малокутові.

The new results concerning investigations of single-phase titanium nitride coatings by means of transmission and scan electron microscopy and X-ray analysis have been performed. The coatings have been obtained by vacuum-arc means under substrate pulse potential during uniaxial growth according ”plasma-solid” mechanism. Direct evidence concerning peculiarities of nano-crystal structure have been received. The basement of nano- structure are crystal grains having fiber-like form and growing through the complete coating thickness. Cross linear size distribution of fiber-like grains is by-modal one and consists of hanano- and submicrocrystall fractions. The fiber-like grains of submicrocrystall have high dislocation density of growth origin. Two types vertical inter-grain boundaries: twin and small angle ones have been found.