Effect of Preparation Conditions in the Pressure Range of Atmospheric Nitrogen (2 ... 50) 10-4 Torr on the Structural and Phase State of the Vacuum-Arc Coatings of Mo-N

Nanocrystalline vacuum-arc nitride coatings possess the totality of unique structural states and properties (high hardness, wear resistance, oxidation stability, etc.). The coatings of the Mo-N system show a high hardness and low solubility of nonferromagnetic materials, thereby attracting great interest in their industrial use. Unfortunately, at present there is an apparent lack of information on the regularities of phase-structural state formation in the Mo-N system. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3535

Structural-phase and Strained State of Vacuum-ARC Mo-N Coatings

The effect of substrate bias on the structural-phase and elastic stress-strained state during the formation of vacuum-arc deposited nanostructural coatings of the Mo–N system has been studied. An increase in the bias potential leads to (i) predominant [111] orientation of the growing molybdenum nitride crystals with a NaCl-type cubic lattice (γ-Mo2N phase) and (ii) the appearance of a second phase with a body-centered cubic crystal lattice that is characteristic of pure molybdenum. The elastically strained (stressed) state of the coating is determined not only by the conditions of deposition, but also by the mechanical properties of a substrate. In order to provide for formation of coatings in a high-elastic-strained (stressed) state, it is necessary to deposit coatings onto substrates with high elastic modulus, which prevent metal flow at the interface. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3480

The Influence of Thickness of the Layers on Structural-Phase and Strained State of Multiperiod Nanolayer Ti/TiN Coatings

The influence of condition of vacuum-arc multi-layer TiN/Ti coatings on their phase composition, structure, stress state and mechanical properties has been studied. The regularities of the phase composition, structural state of stress, hardness with dependence on the magnitude of the negative bias applied to the substrate during the deposition and the thickness of the Ti and TiN layers in a multilayer coating were obtained. The analysis of the causes of observed changes, based on the mechanism of formation of surface layers of vacuum-arc coatings in the condition of implantation processes stimulated by applying a negative bias to the substrate was held. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3481

Effect of Ion Irradiation on the Structural State of the Vacuum-Arc Nitride Coatings

The effect of irradiation with ions Ar+ (energy of 1 MeV and 1.8 MeV) and He (energy of 0.6 MeV) on the structure and mechanical properties of the vacuum-arc nitride coatings. It is shown that the level of exposure to radiation materials can be divided into 3 classes: a) “the most persistent” - significant changes occur only on the substructure level (as an example - multi-element system Ti-Zr-V-Hf-Nb-Ta-N), b) “the medium resistance “- significant changes occur in the macro stress-strained state (as an example - the system Ti-N), c) “structural variable” – significant changes in the macro-level and phase composition (as an example, the system Mo-N). When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3513

Erosion of vacuum-arc TiN coatings in plasma of stationary magnetron-type discharges

Studies were made into erosion of titanium nitride coatings deposited onto stainless steel substrates in two different ways of vacuum-arc technology: with and without feeding high-voltage negative pulses on the substrate. A possible physical mechanism is offered and discussed to explain the different character of erosion behavior.Досліджено ерозію покриттів з нітриду титану, осаджених на підкладки з неіржавіючої сталі двома різними методами вакуумно-дугової технології: з подачею і без подачі високовольтних імпульсів негативної полярності на підкладку. Пропонується і обговорюється фізичний механізм для пояснення різного характеру ерозійної поведінки.Исследована эрозия покрытий из нитрида титана, осажденных на подложки из нержавеющей стали двумя различными методами вакуумно-дуговой технологии: с подачей и без подачи высоковольтных импульсов отрицательной полярности на подложку. Предлагается и обсуждается физический механизм для объяснения различного характера эрозионного поведения

Structure and corrosion resistance of vacuum-arc multi-period CrN/Cu, ZrN/Cu, and NbN/Cu coatings

The structure and properties of vacuum-arc multi-period composite coatings of the MeN/Cu system (where Me is Cr, Zr, and Nb) are studied. It was found that at the smallest nanolayer thickness (about 8…10 nm) of composites in the layers of all systems, only a phase with an fcc lattice is formed, without a pronounced texture in the nitride layers. For ZrN and CrN, the phases with an fcc lattice are equilibrium, and for NbN, they are nonequilibrium. An increase in the thickness of nitride layers leads to the appearance of a texture in ZrN/Cu and CrN/Cu systems and the formation of an equilibrium ε-NbN phase in the layers of the NbN/Cu system. Tests for corrosion resistance in the environment of the formation of chloride ions showed that the coatings are anodic reaction. The best corrosion properties were obtained for coatings with the smallest layer thickness (about 8…10 nm).Проведено дослідження структури і властивостей вакуумно-дугових багатоперіодних композиційних покриттів системи MeN/Cu (де Me – Cr, Zr і Nb). Встановлено, що при найменшій товщині наношарів (близько 8…10 нм) композитів у шарах всіх систем формується тільки фаза з ГЦК-решіткою, без помітно вираженої текстури в нітридних шарах. Для ZrN і CrN фази з ГЦК-решітками є рівноважними, а для NbN – нерівноважними. Збільшення товщини нітридних шарів призводить до появи текстури в ZrN/Cu- та CrN/Cuсистемах і формування рівноважної ε-NbN-фази в шарах системи NbN/Cu. Випробування на корозійну стійкість у середовищі утворення хлорид-іонів показали, що покриття мають анодний характер. Найкращі корозійні властивості були отримані для покриттів з найменшою товщиною шарів (близько 8…10 нм).Проведено исследование структуры и свойств вакуумно-дуговых многопериодных композиционных покрытий системы MeN/Cu (где Me – Cr, Zr и Nb). Установлено, что при наименьшей толщине нанослоев (около 8…10 нм) композитов в слоях всех систем формируется только фаза с ГЦК-решеткой, без явно выраженной текстуры в нитридных слоях. Для ZrN и CrN фазы с ГЦК-решеткой являются равновесными, а для NbN – неравновесными. Увеличение толщины нитридных слоев приводит к появлению текстуры в ZrN/Cu- и CrN/Cu-системах и формированию равновесной ε-NbN-фазы в слоях системы NbN/Cu. Испытания на коррозионную стойкость в среде образования хлорид-ионов показали, что покрытия имеют анодный характер. Наилучшие коррозионные свойства были получены для покрытий с наименьшей толщиной слоев (около 8…10 нм)

The effect of nitrogen pressure during vacuum-arc TiN coatings deposition on the erosoin resistance in plasma of magnetron type discharges

The erosion process was investigated of TiN coatings which were made with the vacuum-arc sputtering of Ti at the different nitrogen pressures (10⁻⁴…5•10⁻³ Torr). The erosion rates were measured by the weighting on analytical balance before and after treatment by plasmas of magnetron type, axial symmetrical discharges in nitrogen atmosphere, at the temperatures of 500…1100ºС. It was shown that an erosion rate of TiN coatings deposited at low pressures (~10⁻⁴ Torr) is essentially (up to 1.5 times) lower than that for coatings produced at the more high pressures (5•10⁻³ Torr). For samples produced in the regime with high voltage pulses supply on substrate the erosion is lower than for coatings deposited in the regime without pulses supply. Taking into account the results of X-ray diffraction measurements, the physical mechanisms are suggested to explain such character of erosion behavior.Исследован процесс эрозии TiN-покрытий, полученных вакуумно-дуговым распылением титана при различных давлениях азота (10⁻⁴…5•10⁻³ Торр). Скорости эрозии измерялись методом взвешивания на аналитических весах до и после плазменной обработки в атмосфере азота при температурах 500…1100ºС. Обнаружено, что скорость эрозии TiN-покрытий, осажденных при низких давлениях (~1•10⁻⁴ Торр), существенно (до полутора раз) ниже, чем для покрытий, нанесенных при более высоких давлениях азота (5•10⁻³ Торр). Для образцов, полученных в режиме с подачей импульсов на подложку, эрозия в среднем несколько ниже, чем у покрытий, осажденных в безимпульсном режиме. С учетом результатов исследований покрытий методом рентгеновской дифракции предложены и обсуждаются возможные физические механизмы для объяснения такого характера поведения эрозии.Досліджено процес ерозії TiN-покриттів, отриманих вакуумно-дуговим розпилюванням титану при різному тиску азоту (10⁻⁴…5•10⁻³ Торр). Швидкості ерозії вимірювалися методом зважування на аналітичних вагах до і після плазмової обробки в атмосфері азоту при температурах 500…1100ºС Виявлено, що швидкість ерозії TiN-покриттів, осаджених при нижчому тиску (~1•10⁻⁴ Торр), істотно нижче, ніж для покриттів, нанесених при вищому тиску азоту (5•10⁻³ Торр). Для зразків, отриманих у режимі з подачею імпульсів на підкладку, ерозія в середньому декілька нижча, ніж у покриттів, осаджених у безімпульсному режимі. З урахуванням результатів досліджень покриттів методом рентгенівської дифракції запропоновані і обговорюються можливі фізичні механізми для пояснення такого характеру поведінки ерозії

Structure and Mechanical Properties of Multilayered Nanostructured TiN/ZrN Ion-plasma Coatings

Multilayered coatings based on TiN/ZrN with different thickness of bilayers were deposited on steel substrates using vacuum arc deposition of a cathodes (C-PVD method). Thickness of bilayer strongly depended on deposition conditions and varied in the range 39 – 305 nm, total thickness of the coatings were 11-19 μm. Mechanical and tribotechnical characteristics of the coatings were investigated in the paper as well as its microstructure. Influence of the bilayer thickness on the properties of the coatings were explored