Дослідження фізико-механічних властивостей вакуумно-дугових наноструктурних Ti-Si-N покриттів

Abstract

В кваліфікаційній роботі виконується визначення умов і параметрів нанесення надтвердих (вище 40 ГПа) наноструктурних покриттів Ti-Si-N, товщиною більше 4 мкм. Об’єктом дослідження є надтверді наноструктурні покриття товщиною більше 4 мкм на основі нітридів, що осаджуються з багатокомпонентних катодів. Методи досліджень – вимірювання мікротвердості, рентгенофазовий і рентгеноструктурний аналізи, рентгенофлуоресцентний аналіз, електронна мікроскопія. Отримані надтверді (≥ 40 ГПа) наноструктурні Ti-Si-N покриття шляхом вакуумно-дугового випарування Ti-Si катодів, одержаних методом порошкової металургії. Виявлено, що концентрація кремнію в синтезованих Tі-Sі-N покриттях і макрочастинках значно менше вмісту кремнію в TіSі катодах. Введення кремнію в титан при вмісті 15 ат. % Sі істотно змінює елементний склад покриттів. Ці наноструктурні покриття є метастабільними пересиченими твердими розчинами кремнію в кубічній фазі нітриду титану. Фаза нітриду кремнію Sі3N4 рентгенографічним методом виявлена не була. Мікротвердість вакуумно-дугових Tі-Sі-N покриттів, отриманих випаровуванням порошкових катодів, залежить від кількості кремнію в них і може досягати 48 ГПа при його вмісті в катоді 15 ат.%.