Ю.Ф. Иванов, В.В. Шугуров, Е.А. Петрикова, А.Д. Тересов, О.В. Крысина, Н.А. Прокопенко, М.Е. Рыгина, О.С. Толкачев, М.С. Петюкевич
Установлено, что покрытие на основе нитридов элементов высокоэнтропийных сплавов (ВЭС), сформированное на металлической подложке из многоэлементной газо-металлической плазмы, является многослойной системой, не имеющей столбчатой структуры (рис. 1 а, б). Покрытие синтезировалось методом вакуумно-дугового осаждения с плазменным ассистированием при испарении катодов, содержащих Ti, Al, Cu, Zr, Nb. Показано, что формируемые нитридные покрытия имеют неэквиатомный состав (9.6Al-21.7Ti-8.5Cu-36.9Zr-23.3Nb, ат. %) при концентрации азота (41-43) ат. %. Покрытие нитрида ВЭС имеет аморфно-кристаллическую структуру. Кристаллическая составляющая покрытия представлена фазой состава (NbZrTiAl)0.88N, имеющей гранецентрированную кубическую кристаллическую решетку с параметром a = 0,44288 нм. Толщина слоев покрытия 47,5 нм, размер кристаллитов, формирующих слои, (2-4) нм (рис. 1 б, в). Установлено, что среднее значение твердости покрытия составило Н = 50,0 ГПа, модуль упругости 806 ГПа, нормированная твердость H/E = 0,062, что соответствует металлическим материалам, имеющим нанокристаллическую структуру. Синтезированное наноструктурированное покрытие, обладающее сверхтвердостью, перспективно для использования в промышленности.
Рис. 1. Изображения структуры системы «пленка (нитрид ВЭС)/(ВТ1-0) подложка», полученные методами просвечивающей электронной дифракционной микроскопии (а; 1 – поверхностный слой нитрида ВЭС; 2 – подслой ВЭС; 3, 4 – модифицированные слои подложки сплава ВТ1-0); б - темнопольное изображение покрытия нитрида ВЭС; в – микроэлектронограмма, полученная с участка, приведенного на (б)
Публикации
- Yu. Ivanov, V. Shugurov, E. Petrikova, N. Prokopenko, O. Krysina, O. Tolkachev, V. Uglov, N. Cherenda. Structure and properties of high-entropy polymetallic films synthesized by ion-plasma method // AIP Conference Proceedings. 2022. Vol. 2509. P. 020089. http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/5.0085246
Результат получен в рамках проекта РФФИ № 20-58-00006 Бел_а «Разработка научных основ электронно-ионно-плазменной технологии формирования высокоэнтропийных сплавов и нитридных покрытий на их основе».
