Ю.Ф. Иванов, Ю.Х. Ахмадеев, Н.А. Прокопенко, О.В. Крысина, Н.Н. Коваль, В.В. Шугуров, Е.А. Петрикова, О.С. Толкачев
Методом вакуумно-дугового плазменно-ассистированного осаждения сформированы многослойные металлокерамические покрытия на основе жаростойкого высокоэнтропийного сплава элементного состава TiNbZrTaHf. Показано, что покрытия являются нанокристаллическим (2.5-4 нм) материалом. Металлический слой имеет объемноцентрированную кубическую кристаллическую решетку (а = 0.33396 нм). Методами рентгенофазового анализа определено, что керамический слой является двухфазным (TiNbZrTaHf)N + Ta4N). Нитрид (TiNbZrTaHf)N имеет гранецентрированную кубическую кристаллическую решетку с параметром а = 4,4465 Å (D = 22 нм; Δd/d = 7·10– 3). Нитрид Ta4N имеет тетрагональную кристаллическую решетку с параметрами а = 6,8272 и c = 4,1697 Å (D = 10 нм; Δd/d = 7·10–3). Выявлено формирование переходных слоев между подложкой и металлическим слоем, между металлическим и керамическим слоями. Твердость покрытия составила 36,7 ГПа, модуль Юнга 323 ГПа. Стоит отметить перспективность использования покрытий на основе ВЭС в качестве защитных покрытий для инструмента и деталей широкого круга применений.
Рис. 1. Схема эксперимента: 1 - подложкодержатель; 2 - дуговой испаритель ДИ80 с ВЭС-катодом; 3 - вакуумная камера; 4 - протяженный генератор газовой плазмы ПИНК-П; 5 - накалённые катоды
Рис. 2. Электронно-микроскопическое изображение металлокерамической пленки. I – металлический слой, II – керамический слой. 1, 2 обозначены переходные слои
Результат получен при финансовой поддержке Российской Федерации в лице Министерства науки и высшего образования, проект № 075-15-2021-1348 «In situ методы синхротронных исследований многослойных функциональных структур с уникальными параметрами и свойствами, созданных пучково-плазменной инженерией поверхности» , в рамках мероприятий № 3.1.4, 3.1.5, 3.1.12 и 3.1.13.
Публикации
- Yu.F. Ivanov, Yu.Kh. Akhmadeev, O.V. Krysina, N.N. Koval, V.V. Shugurov, E.A. Petrikova, N.A. Prokopenko, O.S. Tolkachev. Structure and Properties of Cermet Coatings Produced by Vacuum-Arc Evaporation of a High-Entropy Alloy. // Coatings. 2023. V. 13(8). P. 1381. https://doi.org/10.3390/coatings13081381
Результат получен сотрудниками ЛПЭЭ
