Необходимо зарегистрироваться, чтобы получить доступ к полным текстам статей и выпусков журналов!
- Название статьи
- Влияние концентрации алюминия на микроструктуру, строение, физико-механические и трибологические свойства Ti1-х Alx N пленок
- Авторы
- Каменева Анна Львовна annkam789@mail.ru, канд. техн. наук; доцент кафедры "Инновационные технологии машиностроения", Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет", г. Пермь, Россия
- В разделе
- МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
- Ключевые слова
- наноструктурированные Ti1-хAlхN пленки / электродуговое испарение / концентрация Al / отношение концентраций Al и базового Ti / механические свойства / трибологические свойства
- Год
- 2014 номер журнала 4 Страницы 51 - 57
- Индекс УДК
- 621.793.14
- Код EDN
- Код DOI
- Финансирование
- Тип статьи
- Научная статья
- Аннотация
- Впервые установлены температурные условия протекания стадий формирования наноструктурированных и поликристаллических Ti1-хAlxN пленок методом электродугового испарения (ЭДИ). По впервые разработанной модели структурных зон Ti1-хAlxN пленок и результатам химического анализа установлена закономерность изменения концентрации Al (0 х 0,4) в Ti1-хAlxN пленках в зависимости от технологических и температурных условий их формирования. Показано, что наноструктурированные Ti0,6Al0,4N пленки, сформированные при максимальной Vнагр.п и оптимальном давлении газовой смеси 1,0 Па, наиболее обогащены Al (28,7 ат. %) и по составу близки к стехиометрическому. В случае, если концентрация Al СAl > 17,02 ат. %, а отношение концентраций Al и базового Ti СAl /CTi 0,33, то размер областей когерентного рассеяния (ОКР) резко снижается (до 4 нм). Степень текстурированности Ti1-хAlхN пленок монотонно увеличивается с ростом концентрации Al и отношения концентраций Al и базового Ti. Улучшению физико-механических свойств Ti1-хAlxN пленок способствует достижение концентрации Al 26,5 ат. %, уменьшение размера ОКР ( 20 нм), упорядочение микроструктуры и повышение степени текстурированности Ti1-хAlхN пленок до 0,8. Наноструктурированные Ti1-хAlхN пленки с СAl 26,5 ат. %, СAl /CTi 0,6, размером ОКР = 20 нм, полной свободной энергией Еп = 71,3 эВ обладают высокими физико-механическими и трибологическими свойствами. При невыполнении условий для СAl и СAl /CTi эффективность их влияния на трибологические свойства Ti1-хAlхN пленок незначительна.
- Полный текст статьи
- Необходимо зарегистрироваться, чтобы получить доступ к полным текстам статей и выпусков журналов!
- Список цитируемой литературы
-
PalDey S., Deevi S. C. Single layer and multilayer wear resistant coatings of (Ti,Al)N: a review // Jour. Materials Science and Engineering. 2003. V. A342. P. 58-79.
Knotek O., Bohmer M., Leyendecker T., Jungblut F. Oxidation resistance of TiAlN coatings // Jour. Mater. Sci. Eng. 1988. V. A105-106. P. 481-488.
Hörling A., Hultman L., Oden M., Sjölen J., Karlsson L. Mechanical properties and machining performance of Ti1-xAlxN-coated cutting tools // Jour. Surface Coatings Technology. 2005. V. 191. P. 384-392.
Mayrhofer P.H., Hörling A., Karlsson L., Sjölén J., Larsson T., Mitterer C. and Hultman L. Self-organized nanostructures in the Ti-Al-N system // Appl. Phys. Lett. 2003. V. 83. P. 2049-2051.
Höglund C. Growth and Phase Stability Studies of Epitaxial Sc-Al-N and Ti-Al-N Thin Films // Dissertation. Linköping University, - Sweden, 2010. -118 p.
Каменева А. Л. Закономерности влияния концентрации Al на свойства Ti1-хAlxN пленок // Конструкции из композиционных материалов. 2014. № 3. С. 40-45.
Марков В. Ф., Маскаева Л. Н. Определение периода кристаллической решетки и состава химически осажденных пленок твердых растворов замещения: учеб. электрон. текст. изд. / под ред. Ю. Н. Макурина. - Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2005. -20 с.
Holec D., Rachbauer R., Chen L., Wang L., Luef D., Mayrhofer P.H. Phase stability and alloy-related trends in Ti-Al-N, Zr-Al-N and Hf-Al-N systems from first principles // Surface Coatings Technology. 2011. V. 206. Р. 1698-1704.
Горелик С. С., Скаков Ю. А., Расторгуев Л. Н. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. Учеб. пособие для вузов - М.: МИСИС, 1994. 382с.
Петржик М.И., Штанский Д.В., Левашов Е.А. Современные методы оценки механических и трибологических свойств функциональных поверхностей // Матер. X Междунар. науч.-техн. Конф. «Высокие технологии в промышленности России». - М.: ЦНИТИ «Техномаш», 2004. С. 311-318.
Каменева А. Л., Караваев Д. М, Пепелышев А. В., Пименова Н. В. Методики изучения трибологических характеристик пленок // Технология металлов».- Изд-во ООО «Наука и технологии», 2012. № 2. С. 34-37, № 3. С. 48-52.
Каменева А. Л. Эволюция представлений о структурных зонах пленок, формируемых методами вакуумных технологий // Порошковая металлургия и функциональные покрытия». - ЗАО «Калвис», 2011. № 4. С. 41-48.
Каменева А. Л. Модель структурных зон покрытий из TiN, TiAlN, формируемых электродуговым испарением металла в активной газовой среде // Порошковая металлургия и функциональные покрытия». - ЗАО «Калвис», 2012. № 1. С. 52-57.
Ikeda T., Satoh H. Phase formation and characterization of hard coatings in the Ti-Al-N system prepared by the cathodic arc ion plating method // Thin Solid Films. 1991. Vol. 195. Р. 99-110.
Анциферов В. Н., Каменева А. Л. Способ получения износостойкого и термодинамически устойчивого многослойного покрытия на основе тугоплавких металлов и их соединений // Патент № 2433209 RU, МПК С23С 14/06, С23С 14/35, заявл. 15.06.10, опубл. 10.11.11, Бюл. № 31. С. 7.
Анциферов В. Н., Каменева А. Л., Клочков А. Ю., Новиков Р. С. Способ получения износостойкого покрытия // Патент 2361013 РФ. № Бюл. 19. 2008. опубл. 10.07.2009. С. 5.
Анциферов В. Н., Каменева А. Л. Способ получения покрытия на основе сложных нитридов // Патент № 2429311 RU 2 429 311 С1. № Бюл. 26. Опубл. 20.09.2011. С. 9.
Анциферов В. Н., Каменева А. Л., Вдовин С. М., Трофимов Е. М., Шестаков Е. А. Способ нанесения многослойного износостойкого покрытия // Патент 2346078 РФ. № Бюл. 4, 2007. опубл. 10.02.2009. С. 6.
- Купить
