Структура и механические свойства многослойных вакуумнодуговых конденсатов систем Тi/Al и Ti/TiAlSi

Демчишин, А. В.; Кулак, Л. Д.; Демчишин, А. А.; Автономов, Г. А.

Изучены структура, элементный состав, микротвердость и модуль упругости многослойных вакуумно-дуговых конденсатов систем TiN/ZrN, TiN/Ti36AlN, TiN/Ti30CrN, полученных с высокими скоростями конденсации (0,3 - 0,5мкм/мин) в результате уменьшения расстояния между катодами и подложками (125 вместо 250 мм), а также увеличения тока дугового разряда (до 130 - 140 А). Для сравнения исследованы аналогичные характеристики однослойных конденсатов TiN, ZrN, Ti36AlN и Ti30CrN, полученных в идентичных условиях. Толщина конденсатов составляла 10 - 15 мкм; материал подложек - нержавеющая сталь 12Х17. Установлены зависимости исследуемых характеристик конденсатов от ускоряющего потенциала подложки (Uп = 50 - 180 В). Определены значения механических характеристик (твердость и модуль упругости нитридных одно- и многослойных конденсатов). На основании полученных данных вычислено соотношение H3/E<^>*2 для этих покрытий, характеризующее уровень сопротивления покрытия пластической деформации. Показано, что микротвердость и соотношение H3/E<^>*2 многослойных нитридных конденсатов значительно выше, чем у однослойных. Микротвердость многослойных конденсатов увеличивается с уменьшением регулируемой толщины чередующихся субслоев.Исследованы микроструктура, фазовый состав и микротвердость многослойных конденсатов систем Ti/Al и Ti/TiAlSi, полученных вакуумно-дуговым испарением выбранных чистых металлов титана, алюминия и тройного сплава Ti - 5,5Al - 3,2Si. Толщина слоев в конденсированных композициях регулировалась величиной тока дугового разряда и длительностью последовательного осаждения плазменных потоков на металлические подложки. Многослойные конденсаты с периодами в диапазоне 50 - 340 нм имели общую толщину 60 - 80 мкм. Полученные данные микроскопического анализа показывают, что в исследуемых композициях наблюдается чередование непрерывных слоев разнородных материалов. Результаты рентгенофазового анализа свидетельствуют, что в многослойных конденсатах с ограниченной взаимной растворимостью элементов на межслойных границах раздела процессы взаимодиффузии сопровождаются протеканием реакций с образованием интерметаллидов. На рентгенограммах регистрируются также рефлексы чистых металлов, подтверждающие, что эти реакции не проходят по всей толщине чередующихся слоев разнородных материалов за период их формирования на подложке. Результаты измерения микротвердости многослойных конденсатов показывают, что уменьшение толщины чередующихся слоев ведет к росту твердости получаемых композиций, а наличие интерметаллидов в конденсатах существенно повышает их твердость.


	Наукова періодика України		Сучасна електрометалургія