CC BY
13
DOI: 10.15593/2224-9982/2020.63.02 УДК 621.793.14
А.Л. Каменева, Н.В. Каменева
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия
КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ КОРРЕЛЯЦИИ МЕЖДУ СТРУКТУРОЙ, ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИМИ И ТРИБОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ ПОКРЫТИЙ Т^-хАЦ^ И ТЕРМИЧЕСКИМ СОСТОЯНИЕМ ПОДЛОЖКИ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОДУГОВОГО ИСПАРЕНИЯ
Изучено влияние термического состояния твердого сплава и покрытия Ти-хА1^ в процессе его электродугового испарения на физико-механические и трибологические свойства покрытия. Экспериментально получена зависимость процесса структурообразования покрытия Тн-хА1^ от его температуры при осаждении. Наноструктурированное покрытие Тн-хА1^ формируется в интервале 850-1015 К при скорости его нагрева 6 К/мин. Экспериментально выявлено снижение твердости композиции ВК8_Тн-хА1^ при температуре выше 960 К. Снижение твердости композиции ВК8-Ти-хА1^ в данных температурных условиях вызвано значительным увеличением зоны пластичности и размера зерна WC, а также снижением горячей твердости сплава ВК8. Таким образом, выявлено, что оптимальная температура осаждения покрытия на ВК8 не должна превышать 850-900 К. Скорректированы высокое напряжение и продолжительность ионной очистки подложки из ВК8 для уменьшения ее начальной температуры перед осаждением Тн-хАу\1-покрытия методом электродугового испарения. За счет оптимизации термического состояния подложки из ВК8 и самого наноструктурированного Тн-хА1х^покрытия в процессе его осаждения стало возможным повысить физико-механические свойства и уменьшить коэффициент трения покрытия Тн-хАу\1. По сравнению с зарубежными аналогами полученное покрытие Тн-хА1^ обладает более высоким сопротивлением износу (Н/Е = 0,1), сопротивлением пластической деформации (Н3/Е2 = 1,31 ГПа) и упругим восстановлением (№ = 76 %). Контроль термического состояния подложки и покрытия Ти_хА1.^ в процессе его осаждения позволяет управлять процессом его структурообразования, а также предотвратить градиент состава и свойств формируемых покрытий, увеличить термомеханическую нагрузку на инструмент и детали в процессе резки и эксплуатации. Данная методика может быть использована для других методов нанесения тонкопленочных покрытий.
Ключевые слова: покрытие Ти_хА1.Д фаза ТЬА^, мишени Т и А1, электродуговое испарение, корреляционная связь, катоды Т и А1, структурное и термическое состояния, физико-механические и трибологические свойства.
A.L. Kameneva, N.V. Kameneva
Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russian Federation
QUANTITATIVE CORRELATIONS BETWEEN THE STRUCTURE, PHYSICOMECHANICAL AND TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF COATINGS TIi-xALxN AND THE THERMAL STATE OF THE SUBSTRATE IN THE PROCESS OF ELECTRIC ARC EVAPORATION
The effect of the thermal state of the hard alloy and the Ti1-xAlxN coating during its cathodic arc evaporation on the physic-mechanical and tribological properties of the coating has been studied. The dependence of the structure formation process of the Ti1-xAlxN coating on its temperature during deposition was obtained experimentally. A nanostructured Ti1-xAlxN coating is formed in the range 850-1015 K at a heating rate of 6 K / min. A decrease in the hardness of the HG30-Ti1-xAlxN composition at temperatures above 960 K was experimentally revealed. The decrease in the hardness of the HG30-Ti1-xAlxN composition under these temperature conditions is caused by a significant increase in the plasticity zone and grain size WC, as well as a decrease in the hot hardness of the HG30 alloy. Thus, it has been revealed that the optimum deposition temperature of the coating on HG30 should not exceed 850-900 K. The high voltage and duration of ion cleaning of the HG30 substrate are corrected to reduce its initial temperature before the deposition of the Ti1-xAlxN coating by the method of cathodic arc evaporation. By optimizing the thermal state of the HG30 substrate and the nanostructured Ti1-xAlxN coating during its deposition, it became possible to increase the physic-mechanical properties and reduce the friction coefficient of the Ti1-xAlxN coating. Compared to foreign analogs, the obtained Ti1-xAlxN coating has a higher wear resistance (H / E = 0.1), plastic deformation resistance (H3 / E2 = 1.31 GPa) and elastic recovery (We = 76 %). Monitoring the thermal state of the substrate and the Ti1-xAlxN coating during its deposition makes it possible to control the process of its structure formation, as well as to prevent the gradient of the composition and properties of the formed coatings, and to increase the thermo-mechanical load on the tool and parts during cutting and operation. This technique can be used for other thin-film coating methods.
Keywords: Ti1-xAlxN coating, Ti2AlN phase, Ti and Al targets, electric arc evaporation, correlation relationship, Ti and Al cathodes, structural and thematic state, physicomechanical and tribological properties.
Введение
Твердые сплавы обладают невысокой износостойкостью и физико-механическими свойствами, что сильно влияет на производительность компонентов, работающих при более высоких температурах (например, 873 К). С учетом экономических факторов и конкурентного давления для ведущих компаний особенно интересным является дальнейшее увеличение применяемой термомеханической нагрузки с целью продления рабочих циклов эксплуатации деталей, используемых в автомобильной, авиационной, космической и других отраслях промышленности [1]. На поверхность твердого сплава наиболее часто наносят функциональные тонкопленочные покрытия методом электродугового испарения (ЭДИ). Структурная стабильность и стойкость в окислительных средах при температурах до 1273 К являются обязательными защитными требованиями к тонким покрытиям. Эффективность покрытий зависит не только от их структуры, элементного и фазового состава, но и от структуры и физико-механических свойств твердого сплава, которые являются функцией температуры осаждения покрытия.
Несмотря на многолетний опыт оптимизации и использования ЭДИ, снижение нестабильности свойств покрытий в низкотемпературной области их осаждения остается актуальной проблемой, в частности в понимании общих закономерностей формирования реальной структуры покрытия [2-15].
Тонкие покрытия Tii-xAlxN на основе T^AlN-фазы в низкотемпературных условиях осаждения в работе [16] были получены дуальным реактивным магнетронным распылением на постоянном токе мишеней Ti и Al в атмосфере Ar/N2. Температура подложки MgO (111) в процессе осаждения покрытия соответствовала 963 К. Зарождение фазы Ti2AlN начиналось за счет диффузии азота внутрь и флуктуации элементов при большей толщине. За счет диффузии Ti и Al в N-субстехиометри-ческий кубический (Tii-xAlx) Ny-слой, управляемый N-вакансиями, слой распадался на нано-размерные кубические домены TiNy и AlNy. В результате твердотельной реакции MgO (111) с доменами TiNy и AlNy" происходил локаль-
ный внутренний рост Т^АВД и образование Mg2(Al:Ti)O4 шпинели, уменьшающей толщину преобразованного слоя (Т^-ХА1Х) N до -60 А. Для зарождения Т^АВД при больших толщинах в качестве шаблонов служили домены АВДу, а для стока избыточной газовой фазы N во время последующего роста поликристаллического Т^АВД-слоя - домены ТЫ/ и АШу.
В процессе импульсного магнетронного распыления (HIPIMS) композиционной мишени Т^АВД при низких температурах осаждения от комнатной температуры до 573 К формировались тонкие аморфные покрытия Т-А1-Ы. Плотно упакованные нановолокнистые кристаллические покрытия, в основном состоящие из Т^АВД МАХ-фазы и тетрагональной Т^Ы-фазы, формировались при температуре осаждения 723 К со стабилизацией структуры покрытия во время вакуумного отжига при 1073 К. Микротвердость и модуль упругости покрытия находились в диапазоне 19-22 и 220-236 ГПа соответственно. Более высокие значения Н/Е и Н3/Е2 благоприятны для три-бологических применений [17]. В работе [18] с увеличением содержания А1 в покрытии границы раздела между слоями WC и ТАШ теряли свою когерентность, и покрытие WC-Ti0,43Al0,57N показывало полностью на-нокристаллическую структуру с размером зерна 10 нм, что согласуется с периодом сверхрешетки (X).
Целью статьи является установление корреляционной связи структурного и дефектного покрытий, а также его физико-механических и трибологических свойств Т^_ХА1ХЫ от термического состояния твердого сплава и покрытия.
Методика исследований и испытаний
и характеристика материалов
Покрытия Т^_ЖА1ХЫ, выбранные в качестве модельных, осаждали методом ЭДИ на автоматизированной установке URM 3.279.048, оборудованной двумя электродуговыми испарителями и четырьмя магнетронными распылителями на постоянном токе. Технологические и температурные параметры процесса осаждения покрытия Т^АГ^ приведены в табл. 1.
Таблица 1
Технологические и температурные параметры процесса осаждения покрытия Ti1-xAlxN
Технологические параметры Технологические параметры Скорость нагрева
Номер ионной очистки осаждения покрытия покрытия в процессе
образца 4.о, мин ^натрло^ К/мин Тподл Тнач.ш К Р, Па Цм, В осаждения V^. п, К/мин
1 0,5 200 1,9
2 0,6 200 2,2
3 20 25 670 0,8 200 3,5
4 1,0 200 4,0
5 1,0 280 6,0
6 10 45 640 1,0 200 4,0
7 40 15 770 1,0 200 4,0
8 60 10 870 1,0 200 4,0
В качестве материала легкоплавкого катода использовали алюминий технической чистоты марки А85: А1 - 99,85 вес. %, Si -0,06 вес. %, Fe - 0,08 вес. %, Си - 0,01 вес. %, Мп - 0,02 вес. %, Mg - 0,02 вес. %, 2п -0,02 вес. %, Ga - 0,02 вес. %, Ti - 0,008 вес. %, остальное - 0,02 вес. % (ГОСТ 11069-2001). В качестве материала тугоплавкого катода использовали титан технической чистоты марки ВТ-1-00: Т - 99,42 вес. %, Si - 0,08 вес. %, Fe - 0,2 вес. %, С - 0,05 вес. %, О - 0,1 вес. %, N - 0,04 вес. %, Н - 0,008 вес. %, остальное -0,1 вес. % (ОСТ 1.90013-71). Материал тестовых образцов - твердый сплав ВК8, размер -10x10x3 мм.
Для изменения скорости нагрева подложки Кнагр.подл и ее температуры Тп0дл, равной начальной температуре покрытия Тнач. п, увеличивали продолжительность ионной очистки - нагрева дуговым испарителем (обр. 1-8).
Температуру и скорость нагрева покрытия Т^АГ^ (Кнагр. п) повышали за счет увеличения давления газовой смеси Р (обр. 1-4) или напряжения смещения на подложке исм (обр. 5) (см. табл. 1).
Технологические параметры: высокое напряжение, подаваемое на подложку в процессе ее ионной очистки, ивыс = 1000 В, содержание азота в газовой смеси N2 = 100 %, ток дуги 1д = 75 А, расстояние катод - подложка ЬА = 310 мм и ЬТ = 310 мм поддерживались постоянными. Температуру поверхности покрытия в процессе его осаждения на неподвижную подложку определяли с помощью инфракрасного бесконтактного пирометра
«Термикс». Для усиления адгезии покрытия к подложке осаждали подслой TiN.
Резистивный нагреватель, расположенный в центре вакуумной камеры, включали на 20 мин перед началом технологического процесса для удаления остаточной влаги и газов. Скорость вращения подложки при осаждении покрытия Ti1-xAlxN составляла 20 м/с.
Микроструктуру и дефекты покрытий Ti1-xAlxN в зависимости от скорости нагрева подложки и покрытия изучали с помощью автоэмиссионного электронного микроскопа Ultra 55. Микроструктуру покрытия Ti1-xAlxN исследовали на разных этапах его структуро-образования.
Физико-механические свойства покрытий Ti1-xAlxN, в том числе твердость H, модуль упругости Е, отношение H/E, пропорциональное сопротивлению растрескиванию, соотношение H3/E2, пропорциональное сопротивлению пластической деформации, и упругое восстановление Же, определяли в соответствии со стандартом DINENISO 14577-1 с использованием системы измерения твердости FISCHERSCOPE H100 [6, 10].
Трибологические испытания для определения коэффициента трения f покрытий Ti1-xAlxN проводились по схеме «палец -диск» при 300 К в среде СОЖ [2]. Материал пальца - твердый сплав ВК8, материал диска -нержавеющая сталь с покрытием Tii-xAlxN. Количество пальцев (контртело) - 3, радиус сферы пальца R = (6,5 ± 0,25) мм. Осевое на-гружение на три пальца Fa = 175 Н, линейная
скорость скольжения пальца V = 0,68 м/с. Путь трения пальцев Ьт = 1500 м, продолжительность испытания ^ = 740 с. Радиус тонкопленочных изношенных поверхностей Я = 7 мм. Профилограммы изношенных покрытий Т^^АГ^ и поверхностей пальцев были получены и обработаны с помощью высокоточного измерителя овальной формы Ма^огт MMQ 400 с использованием программного обеспечения Ма^еШаг№ш.
Корреляционная зависимость структуры и состава покрытия Tii_.xAl.KN в процессе его осаждения от температуры подложки
На основе морфологического исследования опытных образцов с покрытиями Т^АГ^ (обр. 1-8), сформированных при различных температурах подложки, установлены этапы формирования наноструктурированного покрытия Т^АГ^ на основе трехкомпонент-ной фазы (рис. 1, а):
I. Глобулярная стадия: формирование и срастание глобул (670-735 К).
II. Стадия образования граней {100} на глобулах (735-760 К).
III. Зарождение и срастание поликристаллических зародышей покрытия Т^АГ^ (760-775 К).
IV. Этап формирования первичной осевой текстуры <100>, геометрический отбор (775-790 К). На рентгеноаморфных глобулах при уменьшении энергии двойниковых границ за счет образования трехкомпонентных нитридов Т и А1 образуются двойниковые кристаллиты, грани {100} которых практически параллельны поверхности подложки.
V. Этап формирования вторичной конической текстуры <110> на аксиальной текстуре <100> (790-850 К). При определенной толщине покрытия формирование первичной аксиальной текстуры <100> завершается. Наблюдаемое одиночное двойникование на гранях {100} объясняет образование вторичной конической текстуры <110> на осевой текстуре <100> и множественное (четырехкратное) двойникование на гранях {100}.
VI. Стадия формирования первичного неравновесного поликристаллического покры-
тия Т^-ХАГ^ с рыхлой структурой (850-960 К). Установлено, что стабилизация структуры подложки на Гнач. п = 960 К не способствует достаточному увеличению подвижности адсорбированных атомов и на начальной стадии рекристаллизации формируется только первичная неравновесная структура покрытия. Рыхлая столбчатая структура покрытия Т^АГ^ характеризуется неупорядоченной ориентацией кристаллитов, которые разделены сеткой параллельных микропустот на домены размером 1-5 нм.
VII. Текстурирование кристаллитов в пластинчатые образования (960-1015 К). Конические кристаллиты в форме пирамид с псевдогексагональными основаниями и размером поперечного сечения 20 нм текстурируются в пластинчатые образования. Последние объединяются в ансамбли с сохранением когерентности границ (наночастиц), а сами ансамбли в конце концов - в макросистемы с несвязными границами и разрывом. Аналогичная структура наблюдалась на поверхности катодного пятна титана (см. рис. 1, а, б), испаренного при ограниченном охлаждении.
VII* Этап продолжается после установленного ранее этапа геометрического отбора (850-1015 К). Уменьшение разориентации кристаллитов, их наноструктурирование и нанесение сплошного наноструктурированного покрытия Т^АГ^ с однородной структурой в направлении формирования происходит при ^агр.п = 6 К / мин.
Корреляционная зависимость физико-механических свойств покрытия
Tu_.xAl.xN от его структуры и физико-механических свойств твердого сплава
Комплекс высоких физико-механических свойств и минимальный коэффициент трения соответствуют сплошному нанострук-турированному покрытию Т^АГ^, сформированному в интервале температур 670-850 К с добавлением стадии VII*. Многослойное покрытие Т^АГ^ благодаря стехиометриче-скому составу, столбчатой структуре и равномерно зернистой структуре поверхности обладает наилучшими физико-механическими свойствами (рис. 2, табл. 2).
Рис. 1. Стадии структурообразования Т^А^Ы-покрытия в зависимости от температуры ВК8 [4, 19-22] (а) и твердость Т^А^Ы-покрытия и композиции ВК8-Т^-дАдЫ в зависимости от температуры (б) [3, 23]
Таблица 2
Физико-механические и трибологические свойства Т^А^Ы-покрытий на различных стадиях
формирования в процессе ЭДИ
Номер стадии Тп, К 5, мкм Н, ГПа Е, ГПа Н/Е И3/Е2, ГПа К, % /
I 7,0 27 274 0,10 0,36 58 0,14
II 6,0 26 197 0,13 0,42 60 0,17
III 6,5 28 280 0,10 0,43 61 0,18
IV 7,0 30 290 0,10 0,58 66 0,15
V 7,0 32 329 0,10 0,70 68 0,13
VI 7,0 32 303 0,11 0,70 68 0,12
VII 7,0 33 334 0,10 0,94 69 0,11
VII* 850-1015 7,5 36 358 0,10 1,31 76 0,10
Т^шМ^Ы [18] 673 50 520 0,27-0,46
Т-А-Ы [1] 873 36,4
Т2АЫ МАХ + отжиг [17] 573 1073 19-22 220-236 0,09-0,1 0,14-0,19
Рис. 2. Наноструктурированное покрытие Т^А^Ы с повышенными физико-механическими и трибологическими свойствами
Твердость и модуль Юнга нанострукту-рированного покрытия Т^А^Ы (по составу Т^зА^^Ы), полученного в данной работе, ниже, чем у покрытий Т^зАЬ^Ы [18] и Т-АГ-Ы [1]. Однако сопротивление пластической деформации И3/Е2 покрытий данной работы, полученных в оптимальных температурных условиях осаждения, в 2,8 раза выше. Наноструктурированные покрытия Т^А^Ы с высокими значениями физико-механических свойств и минимальным коэффициентом трения снизят температуру в зоне резания и износ материалов инструмента или пар трения при переменных термомеханических нагрузках.
Заключение
Установлена корреляционная связь структурного и дефектного состояний покрытий а также их физико-механических и трибологических свойств от термического состояния твердого сплава и покрытия в процессе его осаждения.
Управление термическим состоянием подложки в процессе осаждения покрытия позволяет предотвратить рост зоны пластичности твердого сплава и ухудшение его механических свойств.
Управление термическим состоянием покрытия Т^АГ^ в процессе его осаждения позволяет управлять фазовым и элементным составом, процессом его структурообразова-ния и уменьшить градиент состава формируемых покрытий.
Неравновесные процессы, протекающие на поверхностях подложки и образую-
щихся покрытий, обусловлены динамикой изменения тепловых условий протекающих в них процессов. Для повышения физико-механических и трибологических свойств покрытий Т^АГ^ необходимо равномерное распределение температуры по поверхности подложки и покрытия для предотвращения возникновения структурных и фазовых превращений в материале покрытия.
Работа выполнена при финансовой поддержке госзадания (FSNM-2020-0026 «Разработка теоретических и технологических основ и цифровых технологий проектирования функциональных композиционных материалов, многофункциональных нанопокрытий и диагностирующих информационных систем мониторинга высоконагруженных элементов авиационных конструкций»).
Библиографический список
1. Thermal stability and oxidation resistance of architecturally designed Ti-Al-N- and Ti-Al-Ta-N-based multilayers / C.M. Koller, S.A. Glatz, S. Kolozsvari, H. Bolvardi, P.H. Mayrhofer // Surface & Coatings Technology. - 2020. - Vol. 385. - 125444. - 11 p.
2. Каменева А.Л. Влияние алюминия на текстуру, микроструктуру, физические, механические и трибологические свойства тонких пленок Tii_xAlxN // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. - 2014. - № 5 (6). - C. 965-975.
3. Морфологические особенности рельефа на поверхности мишеней при бомбардировке ионами / А.Ф. Белянин, М.И. Самойлович, Д.В. Александров, П.В. Пащенко, М.А. Тимофеев, А.Л. Каменева, А.Л. Талис // Высокие технологии в промышленности России (материалы и устройства функциональной электроники и микрофотоники): материалы 10-й Междунар. науч.-техн. конф. и 14-го Междунар. симп. «Тонкие пленки в электронике», г. Москва, 9-11 сентября 2004 г. - М., 2004. - C. 302-310.
4. Белянин А.Ф., Каменева А.Л., Самойлович М.И. Изучение процесса формирования нанострук-турированных покрытий на основе Ti-B-Si-N при магнетронном распылении // Высокие технологии в промышленности России: материалы XII Междунар. науч.-техн. конф., г. Москва, 6-8 сентября 2006 г. -М., 2006. - C. 211-221.
5. Antsiferov V.N., Kameneva A.L. Experimental study of the structure of multicomponent nanostruc-tured coatings on the basis of Ti-Zr-N alloys formed by ionic plasma methods // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. - 2007. - Vol. 48, no. 6. - P. 485-499.
6. Kameneva A.L., Karmanov V.V., Dombrovsky I.V. Physical and mechanical properties of Tii_xAlxN thin films prepared by different ion-plasma methods // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. - 2014. - Vol. 5 (6). - P. 762-771.
7. Влияние покрытий ZrN, нанесенных магнетронным распылением, на коррозию сплава ВК8 / И.И. Замалетдинов, В.И. Кичигин, А.Л. Каменева, А.А. Онянов, А.Ю. Клочков // Коррозия: материалы, защита. - 2011. - № 10. - С. 35-41.
8. Kameneva A.L. The influence of aluminum on the texture, microstructure, physical, mechanical and tribological properties of Tii_xAlxN thin films // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. - 2014. - Vol. 5, no. 6. - Р. 965-975.
9. Каменева А.Л. Установление корреляционной связи процесса формирования пленок на основе Ti-Al-N методом электродугового испарения и процессов, протекающих на поверхности испаряемых катодов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. - 2010. - Т. 12, №. 4. — С. 138-145.
10. Using Tii-xAlxN coating to enhance corrosion resistance of tool steel in sodium chloride solution / A.L. Kameneva, V.I. Kichigin, Т.О. Soshina, V.V. Karmanov // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. - 2014. - Vol. 5 (5). - P. 1148-1156.
11. Анциферов В.Н., Каменева А.Л. Изучение морфологических особенностей рельефа на поверхности титановой мишени при бомбардировке ионами // От наноструктур, наноматериалов и нанотехно-логий к наноиндустрии: тез. докл. Всерос. конф. с междунар. интернет-участием, г. Ижевск, 27-29 июня 2007 г. - Ижевск, 2007. - С. 15.
12. Kameneva A.L., Guselnikova L.N., Soshina Т.О. An influence of a substrate voltage bias and temperature conditions on structure and phase modification in single-component ion-plasmas' films // e-Journal of Surface Science and Nanotechnology. - 2011. - Vol. 9. - P. 34-39.
13. Kameneva A.L. Model of structural zones of the TiN and TiAlN coatings formed by the arc evaporation of metal in an active gas medium // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. - 2013. - Vol. 54, no. 6. -P. 541-547.
14. Kаmеnеvа A.L. Models of structural zones for sputtered and evaporated thin films // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. - 2015. - No. 6 (5). - P. 464-474.
15. Kаmеnеvа A.L. Evolution of the film structure in the various evaporation processes // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. - 2015. - No. 6 (1). - 1381-1391.
16. Nucleation and growth of Ti2AlN thin films deposited by reactive magnetron sputtering onto MgO (111) / M. Beckers, N. Schell, R.M.S. Martins, A. Mücklich, W. Möller // Journal of Applied Physics. -2006. - Vol. 99, no. 3. - 034902.
17. Nanocrystalline thin films synthesized from a Ti2AlN compound target by high power impulse magnetron sputtering technique / T.F. Zhang, Q.M. Wang, J. Lee, P. Ke, R. Nowak, K.H. Kim // Surface and Coatings Technology. - 2012. - Vol. 212. - P. 199-206.
18. The effect of Al composition on the microstructure and mechanical properties of WC-TiAlN superhard composite coating / J.S. Yoon, H.Y. Lee, J.G. Han, S.H. Yang, J. Musil // Surface and Coatings Technology. -2001. - No. 142-144. - P. 596-602.
19. Гончаров В.Д., Лисенков A.A. Создание электрофизического оборудования на основе вакуум-но-дугового разряда // Вакуумная техника и технология. - 2008. - Т. 18, № 2. - С. 67-74.
20. Preparation of CuAlO2 thin films by radio frequency magnetron sputtering and the effect of sputtering on the target surface / T. Ehara, R. Iizaka, M. Abe, K. Abe, T. Sato // Journal of Ceramic Science and Technology. - March 2017. - Vol. 8, iss. 1. - P. 7-12.
21. Mubarak A., Hamzah E., Toff M.R.M. Study of macrodroplet and growth mechanisms with and without ion etchings on the properties of TiN coatings deposited on HSS using cathodic arc physical vapour deposition technique // Materials Science and Engineering: A. - 2008. - Vol. 474 (1-2). - P. 236-242.
22. Батраков А.В. Электрическая изоляция и разряд в вакууме [Электронный ресурс] / Нац. исслед. Том. политехн. ун-т (ТПУ), Ин-т физ. выс. техн. (ИФВТ). - Томск: TPU Moodle, 2014. - URL: https://stud.lms.tpu.ru/course/info.php?id=251] (дата обращения: 18.05.2020).
23. Барченко В.Т., Ветров Н.З., Лисенков A.A. Технологические вакуумно-дуговые источники плазмы / Минобрнауки России, С.-Петерб. гос. электротехн. ун-т «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина). -СПб.: ЛЭТИ, 2013. - 242 с.
References
1. Koller C.M., Glatz S.A., Kolozsvari S., Bolvardi H., Mayrhofer P.H. Thermal stability and oxidation resistance of architecturally designed Ti-Al-N- and Ti-Al-Ta-N-based multilayers. Surface & Coatings Technology, 2020, no. 385, 125444.
2. Kameneva A.L. Vliyanie alyuminiya na teksturu, mikrostrukturu, fizicheskie, mekhanicheskie i tri-bologicheskie svoystva tonkikh plenok Tii_xAlxN [Effect of aluminum on the texture, microstructure, physical, mechanical and tribological properties of thin Tii_xAlxN films]. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2014, 5 (6), pp. 965-975
3. Belyanin A.F., Samoylovich M.I., Aleksandrov D.V., Pashchenko P.V., Timofeev M.A., Kameneva A.L., Talis A.L. Morfologicheskie osobennosti rel'efa na povekhnosti misheney pri bombardirovke ionami [Morphological features of the relief on the surface of targets under ion bombardment]. Materials of the 10th International Scientific and Technical Conference "Vysokie tekhnologii v promyshlennosti Rossii (materialy i ustroystva funktsionalnoy elektroniki i mikrofotoniki) " and 14th International Symposium "Tonkie plenki v elektronike", Moscow, 2004, pp. 302-310.
4. Belyanin A.F., Kameneva A.L., Samoylovich M.I. Izuchenie protsessa formirovaniya nanostrukturiro-vannykh pokrytiy na osnove Ti-B-Si-N pri magnetronnom raspylenii [Investigation of the formation process of nanostructured coatings based on Ti-B-Si-N by magnetron sputtering]. Materials of the XII International Scientific and Technical Conference «Vysokie tekhnologii vpromyshlennosti Rossii». Moscow, 2006, pp. 211-221.
5. Antsiferov V.N., Kameneva A.L. Experimental study of the structure of multicomponent nanostructured coatings on the basis of Ti-Zr-N alloys formed by ionic plasma methods. Russian journal of Non-ferrous metals, 2007, Vol. 48, No. 6, pp. 485-499.
6. Kameneva A.L., Karmanov V.V., Dombrovsky I.V. Physical and mechanical properties of Tii-xAlxN thin films prepared by different ion-plasma methods. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2014, vol. 5, no. 6. pp. 762-771.
7. Zamaletdinov I.I., Kichigin V.I., Kameneva A.L., Onyanov A.A., Klochkov A. Yu. Vliyanie pokrytiy ZrN, nanesennykh magnetronnym raspyleniem, na korroziyu splava VK8 [Effect of magnetron sputtered ZrN coatings on the corrosion of the VK8 alloy]. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 2010, no. 10, pp. 35-41.
8. Kameneva A.L. The influence of aluminum on the texture, microstructure, physical, mechanical and tribological properties of Tij-xAlxN thin films Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2014, vol. 5, no. 6, pp. 965-975.
9. Kameneva A.L. Ustanovlenie korrelyatsionnoy svyazi protsessa formirovaniya plenok na osnove Ti-Al-N metodom elektrodugovogo ispareniya i protsessami, protekayushchimi na poverkhnosti isparyae-mykh katodov [Establishing a correlation between the formation of films based on Ti-Al-N by the method of electric arc evaporation and the processes occurring on the surface of evaporated cathodes]. Bulletin PNRPU. Mechanical engineering, materials science, 2010, vol. 12, no. 4, pp. 138-145.
10. Kameneva A.L., Kichigin V.I., Soshina T.O., Karmanov V.V. Using Tii-xAlxN coating to enhance corrosion resistance of tool steel in sodium chloride solution. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2014, vol. 5, no. 5, pp. 1148-1156.
11. Antsiferov V.N., Kameneva A.L. Izuchenie morfologicheskikh osobennostey rel'efa na povekhnosti titanovoy misheni pri bombardirovke ionami [Study of the morphological features of the relief on the surface of a titanium target under ion bombardment]. Abstracts of the All-Russian Conference with International Internet Participation «Ot nanostruktur, nanomaterialov i nanotekhnologiy k nanoindustrii». Izhevsk, 2007, pp. 15.
12. Kameneva A.L., Guselnikova L.N., Soshina T.O. An influence of a substrate voltage bias and temperature conditions on structure and phase modification in single-component ion-plasmas' films. e-Journal of Surface Science andNanotechnology, 2011, vol. 9, pp. 34-39.
13. Kameneva A.L. Model of Structural Zones of the TiN and TiAlN Coatings Formed by the Arc Evaporation of Metal in an Active Gas Medium. Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 2013, vol. 54, no. 6, pp. 541-547.
14. Kameneva A.L. Models of structural zones for sputtered and evaporated thin films. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2015, vol. 6, no. 5, pp. 464-474.
15. Kameneva A.L. Evolution of the Film Structure in the Various Evaporation Processes. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2015, vol. 6, no. 1, pp. 1381-1391.
16. Beckers M., Schell N., Martins R.M.S., Mücklich A., and Möller W. Nucleation and growth of Ti2AlN thin films deposited by reactive magnetron sputtering onto MgO (111). Journal of Applied Physics, 2006, vol. 99, no. 3, 034902.
17. Teng Fei Zhang, Qi Min Wang. Junghoon Lee, Peiling Ke, Roman Nowak, Kwang Ho Kim. Nanocrystalline thin films synthesized from a Ti2AlN compound target by high power impulse magnetron sputtering technique. Surface and Coatings Technology. Volume 212, 2012, pp. 199-206.
18. Yoon J.S., Lee H.Y., Han J.G., Yang S.H., Musil J. The effect of Al composition on the microstructure and mechanical properties of WC-TiAlN superhard composite coating. Surface and Coatings Technology, 2001, vol. 142-144, pp. 596-602.
19. Goncharov V.D., Lisenkov A.A. Sozdanie elektrofizicheskogo oborudovaniya na osnove vakuumno-dugovogo razryada [Creation of electrophysical equipment based on a vacuum arc discharge]. Vakuumnaya tekhnika i tekhnologiya, 2008, vol. 18, no. 2, pp. 67-74.
20. Ehara T., Iizaka R., Abe M., Abe K., Sato T. Preparation of CuAlO2 Thin Films by Radio Frequency Magnetron Sputtering and the Effect of Sputtering on the Target Surface. Journal of Ceramic Science and Technology, 2017, vol. 8, Issue 1, pp. 7-12.
21. Mubarak, A., Hamzah, E., and Toff, M.R.M. Study of macrodroplet and growth mechanisms with and without ion etchings on the properties of TiN coatings deposited on HSS using cathodic arc physical vapour deposition technique. Materials Science and Engineering: A, 2008, vol. 474, no. 1-2, pp. 236-242.
22. Batrakov A.V. Elektricheskaya izolyatsiya i razryad v vakuume [Electrical isolation and vacuum discharge]. elektronnyy kurs; Natsionalnyy issledovatelskiy Tomskiy politekhnicheskiy universitet (TPU), Institut fiziki vysokikh tekhnologiy (IFVT), Kafedra silnotochnoy elektroniki (SE). - Elektron. dan. - Tomsk: TPU Moodle, 2014. URL: https://stud.lms.tpu.ru/course/info.php? id = 251 (date of treatment 05/18/2020).
23. Barchenko V.T., Vetrov N.Z., Lisenkov A.A. Tekhnologicheskie vakuumno-dugovye istochniki plazmy [Technological vacuum-arc plasma sources]. Ministry of Education and Science of Russia, St. Petersburg State electrotechnical university "LETI" them. V.I. Ulyanova (Lenin), St. Petersburg: LETI, 2013, 242 p.
Об авторах
Каменева Анна Львовна (Пермь, Россия) - доктор технических наук, профессор кафедры «Инновационные технологии машиностроения» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: annkam789@mail.ru).
Каменева Наталья Владимировна (Пермь, Россия) - аспирант кафедры «Инновационные технологии машиностроения» ФГБОУ ВО ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29, e-mail: knv143@mail.ru).
About the authors
Anna L. Kameneva (Perm, Russian Federation) - Doctor of Technical Sciences, Professor of Innovative Technologies of Mechanical Engineering Department, Perm National Research Polytechnic University (29, Komsomolsky av., Perm, 614990, Russian Federation, e-mail: annkam789@mail.ru).
Natalya V. Kameneva (Perm, Russian Federation) - PhD Student of Innovative Technologies of Mechanical Engineering Department, Perm National Research Polytechnic University (29, Komsomolsky av., Perm, 614990, Russian Federation, e-mail: annkam789@mail.ru).
Получено 04.10.2020
