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

Structure and properties of multi component (Ti-Zr-Cr-Nb)N coatings obtained by vacuum-arc deposition

Yeskermessov D. K., Plotnikov S. V., Yerdybaeva N. K.

Tribologia

|

2016

|

nr 6

205--218

EN

Investigated multicomponent coating nitride (Ti-Zr-Cr-Nb)N in this study were obtained using a well-developed technique of vacuum-arc deposition. Theoretical and experimental studies show that the chemical composition, microstructure, and mechanical properties of coatings are based closely on deposition parameters (the working gas pressure and bias potential on the substrate). The microstructure and mechanical properties (Ti-Zr-Cr-Nb)N coatings were investigated using a scanning electron microscope (SEM) equipped with energy dispersive microanalysis prefix and X-ray diffraction (XRD). Phase analysis of nitride coatings (Zr-Ti-Cr-Nb)N indicates a TiN phase, NbTiN2, ZrTiNb, ZrNb, TiCr and α-Ti. The coatings thickness reached 6.8 µm and their maximum of hardness was H = 43,7GPa. Tribological (test “ball-on-disc”) and mechanical (scratch test) properties of multi-coating were studied. The experimental results obtained by studying multicomponent coatings (Ti-Zr-Cr-Nb)N are promising and can be used as protective coatings for cutting tools and structural materials.

PL

W opracowaniu przedstawiono wyniki badań wieloskładnikowych powłok ceramicznych (Ti-Zr-Cr-Nb)N, wytworzonych z wykorzystaniem metody łukowo-próżniowej. Badania teoretyczne i doświadczalne wykazują, że skład chemiczny, mikrostruktura oraz właściwości mechaniczne powłok związane są ściśle z parametrami osadzania (ciśnienia roboczego gazu i potencjału polaryzacji na podłożu). Mikrostruktury powłok badano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) wyposażonego w przystawki do mikroanalizy dyspersji energii i dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Przeprowadzona analiza fazowa powłok (Ti-Zr-Cr-Nb)N wykazała występowanie faz TiN, NbTiN2, ZrTiNb, ZrNb, TiCr oraz α-Ti. Zmierzona grubość powłok osiągała wartość 6,8 µm natomiast największa ich twardość H = 43,7GPa. Badane były również właściwości tribologiczne powłok (metoda ball-on-disc) i mechaniczne (test zarysowania). Wyniki przeprowadzonych analiz wieloskładnikowych powłok ceramicznych (Ti-Zr-Cr-Nb)N są bardzo obiecujące i wykazują, że mogą być one stosowane jako powłoki ochronne dla narzędzi skrawających oraz w materiałach strukturalnych.

3

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.

4

Dependence of mechanical and tribotechnical properties of multilayered TiN/ZrN coatings on deposition

Bondar O. V., Stolbovoy V. A., Kylyshkanov M. K., Plotnikov S. V., Erdybaeva N. K., Piotrowska K., Czarnacka K., Karwat C.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 12

233-236

EN

C-PVD method (vacuum arc deposition of a cathodes) was used for deposition of multilayered coatings, based on TiN/ZrN systems, with different thickness of bilayers. Total thickness of the coatings was 11 – 19 μm, thickness of bilayers varied from 39 to 305 nm for different samples depending on deposition conditions. Microstructure of the coatings, mechanical and tribotechnical properties, and wear resistance were explored. Influence of the bilayer thickness on such properties of the coatings, as hardness, elasticity modulus, wear resistance and wear ratio were explored.

PL

Metoda C-PVD (napylanie próżniowo-łukowe katod) została użyta do osadzania wielowarstwowych powłok, na bazie układów TiN/ZrN o zmiennej grubości pojedynczych warstw. Całkowita grubość powłoki wynosiła 11 – 19 μm, przy czym grubość pojedynczych warstw wahała się od 39 do 305 nm dla różnych próbek zależnie od warunków osadzania. Zbadano mikrostrukturę powłok, właściwości mechaniczne i trybologiczne oraz odporność na zużycie.