Необходимо зарегистрироваться, чтобы получить доступ к полным текстам статей и выпусков журналов!
- Название статьи
- Зависимость трибологических свойств покрытия Zr1-xAlxN от его элементного и фазового состава
- 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
Гилев Виктор Григорьевич xray@pm.pstu.ac.ru, канд. техн. наук; старший научный сотрудник, Научный центр порошкового материаловедения Пермского национального исследовательского политехнического университета, г. Пермь, Россия
Клочков Александр Юрьевич sanyaglobal@gmail.com, аспирант, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь, Россия
Каменева Наталья Владимировна knv143@mail.ru, магистрант, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь, Россия
Сушенцов Николай Иванович sniyola@mail.ru, канд. техн. наук, заведующий кафедрой "Конструирование и производство радиоаппаратуры", Поволжский государственный технологический университет, г. Иошкар-Ола, Республика Марий Эл, Россия
Степанов Сергей Александрович stepan_mail@mail.ru, доцент кафедры "Конструирование и производство радиоаппаратуры", Поволжский государственный технологический университет, г. Иошкар-Ола, Республика Марий Эл, Россия
- В разделе
- МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
- Ключевые слова
- покрытие Zr1−xAlxN / фазовый и элементный состав / трибологические свойства
- Год
- 2020 номер журнала 1 Страницы 58 - 63
- Индекс УДК
- 621.81
- Код EDN
- Код DOI
- Финансирование
- Тип статьи
- Научная статья
- Аннотация
- Трибологические свойства покрытий Zr1−xAlxN экспериментально определены как функции их фазового и элементного состава, изменяющегося в зависимости от содержания азота в газовой смеси при осаждении. Обнаружено, что величины критической силы Fкрит, глубины проникновения индентора в покрытие l и упругого восстановления после снятия нагрузки, характеризующие сопротивляемость покрытия локальным нагрузкам, зависят от содержания в нем Al и объемной доли вюрцитной фазы w-Zr3AlN. При низком содержании Al (x £ 0,5) формируется однофазное покрытие Zr1−xAlxN на основе орторомбической фазы δ-Zr3N4, тогда как при x > 0,5 образующаяся нанокомпозитная структура содержит смесь орторомбической, кубической и вюрцитной фаз. Максимальное содержание энергетически благоприятной вюрцитной фазы w-Zr3AlN в покрытии способствует повышению его полной свободной энергии, увеличивает его термодинамическую стабильность и сопротивление износу при высоких температурах. Покрытие Zr0,28Al0,72N с максимальным содержанием в нем Al = 55,44 ат. % и вюрцитной фазы w-Zr3AlN с Vw-Zr3AlN = 27,56 % обладает минимальным коэффициентом трения f = 0,05, минимальной степенью разрушения l = 15 мкм и, как следствие, максимальными сопротивляемостью локальным нагрузкам и упругим восстановлением после снятия нагрузки.
- Полный текст статьи
- Для прочтения полного текста необходимо купить статью
- Список цитируемой литературы
-
Knotek O., Böhmer M., Leyendecker T. On structure and properties of sputtered Ti and Al based hard compound films // J. Vacuum Science Technology. 1986. V. А4. P. 2695-2700.
McIntyre D., Greene J. E., Hakansson G., Sundgren J. E., Münz W. D. Oxidation of metastable single-phase polycrystalline Ti0.5Al0.5N films: Kinetics and mechanisms // J. Appl. Phys. 1990. V. 67. P. 1542-1553.
Kimura A., Hasegawa H., Yamada K., Suzzuki T. Effects of al content on hardness, lattice parameter and microstructure of Ti1−xAlxN films // Surface Coating Technology. 1999. V. 120. P. 438-441.
Musil J., Hruby F. Superhard nanocomposite Ti1−xAlxN films prepared by magnetron sputtering // Thin Solid Films. 2000. V. 365. Р. 104-109.
Knutsson A., Ullbrand J., Rogström L., Norrby N., Johnson L. J. S., Hultman L., Almer J., Johansson Jöesaar M. P., Jansson B., Odén M. Microstructure evolution during the isostructural decomposition of TiAlN - A combined in-situ small angle x-ray scattering and phase field study // J. Appl. Phys. 2013. V. 113. № 21. Р. 213518.
Каменева А. Л., Замалетдинов И. И., Шебеко Е. А. Исследование структуры и свойств пленок на основе Ti-Al-N, формируемых методом магнетронного распыления // Конструкции из композиционных материалов. 2009. № 3. С. 62-67.
Каменева А. Л., Штейникова В. В. Изучение метастабильных состояний пленок на основе Ti-Al-N, формируемых с помощью различных источников плазмы // Конструкции из композиционных материалов. 2009. № 4. С. 64-70.
Каменева А. Л., Сушенцов Н. И., Трофимов Е. М. Изучение влияния технологических и температурных условий формирования пленок на основе Ti-Al-N методом электродугового испарения на их структуру, свойства, механизм и стадии формирования // Вестник ПГТУ "Машиностроение, материаловедение". 2010. Т. 12. № 1. С. 63-75.
Каменева А. Л. Установление корреляционной связи процесса формирования пленок на основе Ti-Al-N методом электродугового испарения и процессами, протекающими на поверхности испаряемых катодов // Вестник ПГТУ "Машиностроение, материаловедение". 2010. Т. 12. №. 4. С. 138-145.
Каменева А. Л. Установление корреляционной связи процесса формирования пленок на основе Ti-Al-N методом электродугового испарения с процессами, протекающими на поверхности испаряемых катодов // Вестник Магнитогорского технического университета им. Г. И. Носова. 2010. № 3. С. 42-44.
Каменева А. Л. Модель структурных зон покрытий из TiN, TiAlN, формируемых электродуговым испарением металла в активной газовой среде // Изв. вузов. "Порошковая металлургия и функциональные покрытия". 2012. № 1. С. 52-57.
Каменева А. Л., Карманов В. В., Сошина Т. О., Каменева Д. В., Винокуров Н. В. Структурообразование пленок Ti-Al-N под влиянием температурных условий их формирования // Технология металлов. 2012. № 10. С. 35-44.
Каменева А. Л., Карманов В. В. Влияние фазового и элементного состава Ti1-хAlхN системы на ее физико-механи-ческие свойства // Технология металлов. 2012. № 11. С. 31-36.
Каменева А. Л., Каменева Д. В. Влияние термической обработки фазового и элементного состава Ti1-хAlхN-системы на ее трибологические свойства // Упрочняющие технологии и покрытия. 2013. № 4. С. 38-43.
Sanjinés R., Sandu C. S., Lamni R., Lévy F. Thermal decomposition of Zr1−xAlxN thin films deposited by magnetron sputtering // Surface & Coatings Technology. 2006. № 200. Р. 6308-6312.
Rogström L., Ghafoor N., Schroeder J., Schell N., Birch J., Ahlgren M., Odén M. Thermal stability of wurtzite Zr1-xAlxN coatings studied by in situ high-energy x-ray diffraction during annealing // J. Appl. Phys. 2015. V. 118. № 3. Р. 035309.
Sheng S. H., Zhang R. F., Veprek S. Phase stabilities and thermal decomposition in the Zr1-xAlxN system studied by ab initio calculation and thermodynamic modeling // Acta Materialia. 2008. V. 56. № 5. P. 968-976.
Yalamanchili K., Schramm I. C., Jiménez-Piqué E., Rogström L., Mücklich F., Odén M., Ghafoor N. Tuning hardness and fracture resistance of ZrN/Zr0.63Al0.37N nanoscale multilayers by stress-induced transformation toughening // Acta Materialia. 2015. № 89. P. 22-31.
Lamni R., Sanjinés R., Parlinska-Wojtan M., Karimi A., Lévy F. Microstructure and nanohardness properties of Zr-Al-N and Zr-Cr-N thin films // J. Vacuum Science Technology. 2005. V. A 23. № 4. P. 593-598.
Rogström L., Johnson L. J. S., Johansson M. P., Ahlgren M., Hultman L., Odén M. Age hardening in arc-evaporated ZrAlN thin films // Scripta Materialia. 2010. V. 62. № 10. P. 739-741.
Каменева А. Л. Изучение влияния технологических и температурных условий формирования пленок на основе Ti-Al-N методом электродугового испарения на протекающие в них фазовые и структурные превращения // Вестник ПГТУ "Машиностроение, материаловедение". 2010. Т. 12. № 5. С. 86-92.
Каменева А. Л. Cтруктурные и фазовые превращения в пленках в зависимости от положения подложки в потоке плазмообразующих частиц // Конструкции из композиционных материалов. 2011. № 1. С. 50-62.
Каменева А. Л. Влияние давления газовой смеси на структурные и фазовые изменения в пленках нитрида титана в процессе электродугового испарения // Упрочняющие технологии и покрытия. 2011. № 7. С. 20-30.
Каменева А. Л. Влияние фазового и элементного состава TiхZr1-хN системы на ее физико-механические свойства // Изв. Самарского научного центра РАН. 2012. Т. 14. № 4-1. С. 130-135.
Береснев В. М., Турбин П. В., Ковалева М. Г., Колесников Д. А., Маликов Л. В., Грудницкий В. В., Стадник Ю. С., Букальцева Ю. С. Адгезионная прочность нанокомпозитных покрытий Zr-Ti-Si-N, полученных вакуумно-дуговым методом // Физическая инженерия поверхности (ФИП). 2010. Т. 8. № 4. С. 314-319.
Каменева А. Л. Изучение влияния технологических условий формирования пленок на основе ZrN методом магнетронного распыления на их структуру и свойства // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2009. № 4. С. 40-46.
Каменева А. Л. Зависимость физико-механических и трибологических свойств твердого сплава от состава и структуры многокомпонентных пленок на основе Ti-Zr-N // Коррозия: материалы, защита. 2012. № 12. С. 28-35.
Каменева А. Л., Каменева Д. В. Влияние термической обработки фазового и элементного состава Ti1-хAlхN-системы на ее трибологические свойства // Упрочняющие технологии и покрытия. 2013. № 4. С. 38-43.
Каменева А. Л. Влияние фазового и элементного состава Ti1-хAlхN-системы на ее трибологические свойства // Изв. Самарского научного центра РАН. 2013. Т. 15. № 4-1. С. 59-64.
Каменева А. Л., Каменева Д. В., Мехоношина Л. Н. Повышение трибологических и физико-механических свойств резьбовой поверхности метизных изделий // Конструкции из композиционных материалов. 2014. Вып. 1 (133). С. 48-51.
- Купить
- 500.00 руб
