Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The physical and mechanical properties of (Ti, Hf, Zr, Nb, V, Ta) N coatings deposited in the vacuum-arc process

Tleukenov Y. O., Pogrebnjak A. D., Plotnikov S. V., Erdybaeva N. K.

Tribologia

|

2016

|

nr 5

195--207

EN

Nitride nanostructured coatings, which are based on high entropy alloys implanted with high doses of N + ions to 10X18 cm2 with an energy of 60 KeV were investigated. The coatings were deposited by vacuum circuit-arc method of cathode evaporation on steel samples when applying different potential on the steel substrate and the residual pressure in the chamber. The chamber was supplied by molecular nitrogen for nitride formation. Several methods such as SIMS, EDS, and XRD were used for elemental composition analysis of the coating. A scanning electron microscope with energy dispersive spectrometry was used in order to study the surface of the multi-component coatings and their elemental composition and distribution of elements on the surface coating. Nanohardness and elastic modulus were studies in dynamic mode at Triboindentor. Introduction of N atoms into the lattice led to the formation of solid solution. Nanostructured coatings obtained by vacuum-arc deposition with high micro-strain action show high hardness values (up to 32 GPa) due to the difference in atomic radius of the crystal lattices metal components. The coefficient of friction was in the range of 0.18 to 0.25. Deposited nanostructured films with the given mechanical properties may be used for wear resistant or protective coatings.

PL

Przebadano nanostrukturalne powłoki azotków o wysokiej entalpii, które wytworzono z wykorzystaniem implantacji jonami N+ przy zastosowaniu dużych gęstości jonów 10x18 cm2 i wysokiej energii 60 keV. Powłoki osadzano łukową metodą próżniową na próbkach ze stali, stosując zróżnicowany potencjał polaryzacji podłoża oraz zróżnicowane ciśnienie azotu w komorze. Do badań składu chemicznego powłoki zastosowano następujące metody: RBS, SIMS, EDS i XRD. Skaningowy mikroskop elektronowy z dyspersją energii zastosowano do badania powierzchni powłok wieloskładnikowych i ich składu chemicznego i rozmieszczenia pierwiastków na przekroju powłoki. Do badania nanotwardości i modułu sprężystości wykorzystano Triboindentor. Badania wykazały, że wprowadzenie atomów N do sieci krystalicznej powłoki prowadzi do tworzenia roztworu stałego. Po-włoka nanostrukturalna uzyskana łukową metodą próżniową charakteryzuje się wysoką twardością (do 32 GPa) ze względu na wysoki stan naprężeń wywołany różnicą średnic atomowych pierwiastków składowych powłoki. Współczynnik tarcia powłoki jest w zakresie od 0,18 do 0,25. Osadzone nanostrukturalne powłoki o dobrych właściwościach mechanicznych mogą być stosowane jako odporne na zużycie powłoki ochronne.

2

Influence of thermal annealing and deposition conditions on structure and physical-mechanical properties of multilayered nanosized TiN/ZrN coatings

Pogrebnjak A. D., Bondar O. V., Erdybaeva N. K., Plotnikov S. V., Turbin P. V., Grankiin S. S., Stolbovoy V. A., Sobol O. V., Kolesnikov D. A., Kozak C.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 12

228-232

EN

Nanostructured multilayered TiN/ZrN coatings were fabricated using vacuum-arc deposition method. Amount of layers was 134-533; average bilayer thickness was 20-125 nm depending on deposition conditions. Good planarity of nanoscale bilayers were observed. Regularities of phase-structure changes in surface layers under the influence of aggressive oxygen atmosphere and high temperature (700 0С) annealing were established as a model of critical working conditions. Bilayer thickness influence on hardness was explored. Maximum hardness was 42 GPa.

PL

Nanostrukturalne wielowarstwowe powłoki TiN/ZrN otrzymano używając metody próżniowo-łukowego osadzania. Ilość warstw wynosiła 134-533; średnia grubość dwuwarstwowa wynosiła 20-125 nm zależnie od warunków osadzania. Zaobserwowano dobrą planarność podwójnych warstw w nanoskali. Określono prawidłowości zmian struktury fazowej w warstwach powierzchniowych pod wpływem agresywnej atmosfery utleniającej oraz wysokiej temperatury (700 0С) wygrzewania jako model krytycznych warunków pracy. Zbadano wpływ grubości podwójnych warstw na twardość. Maksymalna twardość wynosiła 42 GPa.

3

Effects of Al dopant on structural and optical properties of ZnO thin films prepared by sol-gel

Pogrebnjak A. D., Muhammed A. A., Karash E. T., Jamil N. Y., Partyka J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 3b

315--317

EN

Transparent and conductive Al doped ZnO thin films were synthesized at room temperature by sol gel technique both pure ZnO and Aldoped( 1,3,and5%) thin films were deposited on a glass substrate. The sols were prepared using zinc acetate dehydrate and aluminum chloride provides Al ions, played an important role in improvement of the c – axis, the structural characteristics have been studied by X-ray diffraction, and UV–Vis-NIR spectroscopy. The films are transparent from the near ultraviolet to the near infrared, SEM image also showed that the average grain size is decreased with increasing of Al concentration, band gap values of prepared thin films varied in the range of (3.18 – 3.42 eV).

PL

Przejrzyste i przewodzące cienkie warstwy Al domieszkowane ZnO zostały zsyntetyzowane w temperaturze pokojowej techniką zolżel. Na podłożu szklanym naniesiono cienkie warstwy Al niedomieszkowanego oraz domieszkowanego ZnO w stosunku 1, 3, i 5%. Zole zostały przygotowane wykorzystując dwuwodny octan cynku i chlorek aluminium. Jony Al odegrały ważną rolę w ulepszaniu osi c. Charakterystyki stukturalne przebadano metodą dyfrakcji rentgenowskiej i spektroskopii UV-Vis-NIR. Warstwy są przejrzyste od bliskiego ultrafioletu do bliskiej podczerwieni. Obrazy SEM wykazały również, że średni rozmiar ziarna zmniejsza się wraz ze wzrostem poziomu domieszkowania Al. Wartości przerw między pasmami w przygotowanych cienkich warstwach zmieniały się w zakresie (3.18 – 3.42 eV).

4

Physical and Mechanical Properties, Effect of Thermal Annealing in Vacuum and in Air on Nanograin Sizes in Hard and Superhard Coatings Zr-Ti-Si-N

Pogrebnjak A. D., Mahmood A. M., Demianenko A. A., Baidak V. S., Shypylenko A. P., Beresnev V. M., Grudnitskii V. V., Zhukowski P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 7a

315-318

EN

Zr-Ti -Si-N coating had high thermal stability of phase composition and remained structure state under thermal annealing temperatures reached 1180oC in vacuum and 830oC in air. Effect of isochronous annealing on phase composition, structure, and stress state of Zr-Ti-Si-N- ionplasma deposited coatings (nanocomposite coatings) was reported. Below 1000oC annealing temperature in vacuum, changing of phase composition is determined by appearing of siliconitride crystallites (B-Si3N4) with hexagonal crystalline lattice and by formation of ZrO2 oxide crystallites. Formation of the latter did not result in decay of solid solution (ZrTi)N but increased in it a specific content of Ti-component. Vacuum annealing increased sizes of solid solution nanocrystallites from (12 to 15) and as-deposited coatings to 25 nm after annealing temperature reached 1180oC. One could also find macro- and microrelaxations, which were accompanied by formation of deformation defects, which values reached 15.5 vol.%. Under 530oC annealing in vacuum or in air, nanocomposite coating hardness increased. When Ti and Si concentration increased and three phases nc-ZrN, (Zr, Ti)N-nc, and á-Si3N4 were formed, average hardness increased to (40,8š4) GPa. Annealing to 500oC increased hardness and demonstrated lower spread in values H=(48š6) GPa and E=(456š78) GPa.

PL

Powłoki Zr-Ti-Si-N posiadają wysoką stabilność termiczną składu fazowego i zachowują stan strukturalny w temperaturach wygrzewania poniżej 1180oC w próżni i 830oC w powietrzu. Opisany został wpływ wygrzewania izochronicznego na skład fazowy, budowę i stan naprężeń powłok Zr-Ti-Si-N- nanoszonych jonowo (powłok nanokompozytowych). W próżni, w temperaturach wygrzewania poniżej 1000oC, zmiany składu fazowego są określone poprzez pojawianie się krystalitów azotku krzemu (B-Si3N4) o heksagonalnej sieci krystalicznej oraz przez tworzenie krystalitów tlenku ZrO2. Tworzenie tych ostatnich nie powodowało rozpadu roztworu stałego (ZrTi)N, jednakże zwiększyło w nim zawartość składnika Ti. Wygrzewania próżniowe zwiększyło rozmiary nanokrystalitów roztworu od 12 do 15 i wytworzonej powłoki do 25 nm po osiągnięciu temperatury wygrzewania 1180oC. Możliwe było także odnalezienie makro- i mikrorelaksacji, którym towarzyszyło tworzenie defektów o wartości osiągającej 15,5 obj.%. Poniżej temperatury wygrzewania 530oC w próżni lub w powietrzu twardość powłoki nanokompozytowej wzrastała. Przy wzroście koncentracji Ti oraz Si powstają trzy fazy nc-ZrN, (Zr, Ti)N-nc oraz �[alfa]-Si3N4 a średnia twardość wzrastała do 40,8š4GPa. Wygrzewanie do 500oC zwiększyło twardość i wykazało niższy rozrzut wartości H=(48š6) GPa oraz E=(456š78)GPa.