Structural engineering and functional properties of vacuum-arc coatings of high-entropy (TiZrNbVHf)N and (TiZrNbVHfTa)N alloys nitrides
Вантажиться...
Дата
2019
DOI
doi.org/10.15407/fm26.02.310
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Institute for Single Crystals
Анотація
The effect of nitrogen pressure during the deposition of vacuum-arc (TiZrNbVHf)N and (TiZrNbVHfTa)N coatings on their phase-structural state, substructure and resistance to abrasive wear was investigated. It was established that in multi-element (based on high-entropy alloys) (TiZrNbVHf)N and (TiZrNbVHfTa)N coatings obtained in a nitrogen atmosphere in the range of nitrogen pressures PN = 2.5 ·10-4-4.5 ·10-3 Torr, a single-phase state is formed (based on cubic crystal lattice of structural type NaCl). The use of a multi-element composition with a single-phase state with a cubic lattice allows for (Ti-V-Zr-Nb-Hf-Ta)N coatings to achieve high microstrain values (up to 1.2 %) at low deposition pressure. It was found that high-entropy nitride coatings with low abrasive wear are characterized by a crystallite grain size of less than 50 nm, the absence or low level of texture perfection [111], and the presence of a rather high microstrain in crystallites (reaching 1.2 %). The reasons for the observed changes in the structural state and substructure of multi-element nitride coatings and their effect on abrasive resistance are discussed.
Досліджено вплив тиску азоту під час нанесення вакуумно-дугових (TiZrNbVHf)N та (TiZrNbVHfTa)N покриттів на їх фазово-структурний стан, субструктуру та стійкість до абразивного зношування. Встановлено, що в багатоелементних (на основі високоентропійних сплавів) (TiZrNbVHf)N і (TiZrNbVHfTa)N покриттях, отриманих в атмосфері азоту в діапазоні тисків азоту PN = 2,5 ·10-4-4,5 ·10-3 Торр утворюється однофазний стан (на основі кубічної кристалічної решітки структурного типу NaCl). Застосування багатоелементної композиції з однофазним станом з кубічною ґраткою дозволяє досягти високих значень мікродеформацій (до 1,2 %) покриттів (Ti-V-Zr-Nb-Hf-Ta)N при низькому тиску осадження. Встановлено, що високоентропійні нітридні покриття з низьким абразивним зношуванням характеризуються розміром зерна кристаліту менше 50 нм, відсутністю або низьким рівнем досконалості текстури [111], а також наявністю досить високої мікродеформації в кристалітах (досягає 1,2 %). Обговорено причини спостережуваних змін у структурному стані та субструктурі багатоелементних нітридних покриттів та їх вплив на абразивну стійкість.
Досліджено вплив тиску азоту під час нанесення вакуумно-дугових (TiZrNbVHf)N та (TiZrNbVHfTa)N покриттів на їх фазово-структурний стан, субструктуру та стійкість до абразивного зношування. Встановлено, що в багатоелементних (на основі високоентропійних сплавів) (TiZrNbVHf)N і (TiZrNbVHfTa)N покриттях, отриманих в атмосфері азоту в діапазоні тисків азоту PN = 2,5 ·10-4-4,5 ·10-3 Торр утворюється однофазний стан (на основі кубічної кристалічної решітки структурного типу NaCl). Застосування багатоелементної композиції з однофазним станом з кубічною ґраткою дозволяє досягти високих значень мікродеформацій (до 1,2 %) покриттів (Ti-V-Zr-Nb-Hf-Ta)N при низькому тиску осадження. Встановлено, що високоентропійні нітридні покриття з низьким абразивним зношуванням характеризуються розміром зерна кристаліту менше 50 нм, відсутністю або низьким рівнем досконалості текстури [111], а також наявністю досить високої мікродеформації в кристалітах (досягає 1,2 %). Обговорено причини спостережуваних змін у структурному стані та субструктурі багатоелементних нітридних покриттів та їх вплив на абразивну стійкість.
Опис
Ключові слова
high-entropy alloys, coatings, nitrogen pressure, bias potential, texture, abrasive wear, осадження, кристаліти, твердість, мікродеформація, азот, нітридні покриття
Бібліографічний опис
Sobol O. V. Structural engineering and functional properties of vacuum-arc coatings of high-entropy (TiZrNbVHf)N and (TiZrNbVHfTa)N alloys nitrides / O. V. Sobol, O. Dur, A. A. Postelnyk // Functional Materials. – 2019. – Vol. 26, No. 2. – P. 310-318.