Mixing on the Boundaries of Layers of Multilayer Nanoperiod Coatings of the TiNх/ZrNх System: Simulation and Experiment

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorSobol, O. V.en
dc.contributor.authorMeylekhov, A. A.en
dc.contributor.authorMygushchenko, R. P.en
dc.contributor.authorPostelnyk, A. A.en
dc.contributor.authorSagaidashnikov, Yu. Ye.en
dc.contributor.authorStolbovoy, V. A.en
dc.date.accessioned2023-01-10T17:01:57Z
dc.date.available2023-01-10T17:01:57Z
dc.date.issued2017
dc.description.abstractUsing the complex of methods for attestation of the structural state in combination with computer simulation and measurement of mechanical properties (hardness), the influence of the period Λ on the mixing process on the interlayer boundaries of multilayer coatings TiNх/ZrNх is studied. The formation of two phases (TiN and ZrN) with one type of crystal lattice (structural type NaCl) is identified in the layers of multiperiodic compositions TiNx/ZrNx with a period of Λ = 20 ... 300 nm. At Λ = 10 nm, the formation of a solid solution (Zr, Ti)N, as well as a small volume of the TiN phase is revealed on XRD spectras. The presence of TiN component is due to the larger initial value of the layer based on titanium nitride. To explain the results obtained, the results of computer simulation of damage at the atomic level during bombardment by ions accelerated in the Ub field are used. The critical thickness of mixing (about 7 nm) in the TiNx/ZrNx system is determined upon condition that Ub = – 110 V. It is established that a decrease in the period from 300 to 20 nm leads to increase in hardness. The highest hardness of 44.8 GPa corresponds to the superhard state. It is established that the critical thickness of radiation-stimulated defect formation has a significant effect on the stress-strain state and hardness of coatings with a small Λ ≈ 10 nm. In this case, relaxation of the stress-strain compression state occurs and the hardness decreases. However, the formation of a solid solution, while retaining part of the unreacted layer of titanium nitride at Λ = 10 nm, makes it possible to obtain an ultrahigh (44.8 GPa) hardness of the coating.en
dc.description.abstractВикористовуючи комплекс методів атестації структурного стану в поєднанні з комп'ютерним моделюванням і вимірюванням механічних властивостей (твердості), досліджено вплив величини періоду Λ на процес перемішування на міжшарових границях багатошарових покриттів TiNх/ZrNх. У шарах багатоперіодної композиції TiNх/ZrNх з величиною періоду Λ = 20 ... 300 нм виявлено формування двох фаз (TiN і ZrN) з одним типом кристалічної решітки (структурний тип NaCl). При Λ = 10 нм на рентгендифракційних спектрах виявляється утворення твердого розчину (Zr, Ti)N, а також малого об'єму TiN фази. Наявність TiN складової обумовлена більшою вихідною величиною товщини шару на основі нітриду титану. Для пояснення отриманих результатів використані результати комп'ютерного моделювання пошкоджуваності на атомному рівні при бомбардуванні прискореними в поле Ub іонами. Визначено критична товщина перемішування (близько 7 нм) в системі TiNх/ZrNх при дії Ub = – 110 В. Встановлено, що зменшення періоду від 300 до 20 нм призводить до підвищення твердості. Найбільша твердість 44,8 ГПа відповідає надтвердому стану. Встановлено, що критична товщина радіаційно-стимульованого дефектоутворення істотно впливає на напружено-деформований стан і твердість покриттів з малим Λ ≈ 10 нм. При цьому відбувається релаксація напружено-деформованого стану стиснення і зменшується твердість. Однак утворення твердого розчину при збереженні частини шару нітриду титану при Λ = 10 нм, який не прореагував, дозволяє отримати надвисоку (44,8 ГПа) твердість покриття.uk
dc.identifier.citationMixing on the Boundaries of Layers of Multilayer Nanoperiod Coatings of the TiNх/ZrNх System: Simulation and Experiment / O. V. Sobol [et al.] // Journal of Nano- and Electronic Physics. – 2017. – Vol. 9, No. 6. – P. 06021-1–06021-6.en
dc.identifier.doidoi.org/10.21272/jnep.9(6).06021
dc.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-4497-4419
dc.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-5290-7566
dc.identifier.urihttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/61076
dc.language.isoen
dc.publisherSumy State Universityen
dc.subjectvacuum arcen
dc.subjectperioden
dc.subjectbias potentialen
dc.subjectphase compositionen
dc.subjectstructureen
dc.subjectstress-strain stateen
dc.subjectsolid solutionen
dc.subjectcomputer simulationen
dc.subjecthardnessen
dc.subjectвакуумна дугаuk
dc.subjectпотенціал зміщенняuk
dc.subjectнапружено-деформований станuk
dc.subjectтвердістьuk
dc.subjectкомп'ютерне моделюванняuk
dc.titleMixing on the Boundaries of Layers of Multilayer Nanoperiod Coatings of the TiNх/ZrNх System: Simulation and Experimenten
dc.title.alternativeПеремішування на границях шарів багатошарових наноперіодних покриттів системи TiNх/ZrNх: моделювання та експериментuk
dc.typeArticleen

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
JNEP_2017_9_6_Sobol_Mixing.pdf
Розмір:
647.7 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
11.25 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Кафедра "Матеріалознавство"