Апаратно-програмний комплекс дослідження терморезистивних властивостей тонких плівок

Науковий керівник - Проценко Сергій ІвановичМетою нашої роботи було створення автоматизованої системи управління науковим експериментом для дослідження терморизестивних властивостей плівкових матеріалів. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/398

Influence of the phase and elemental compositions and defect structure on the physicomechanical properties and tribotechnical characteristics of nanostructural Ti-Hf-Si-N coatings

A new approach to preparing superhard nanostructural Ti–Hf–Si–N coatings with high physico mechanical performance is developed and tested. Samples with Ti–Hf–Si–N nanocoatings obtained under different deposition conditions were investigated using nuclear physical analysis methods, namely, Ruther- ford backscattering, energy dispersive X ray analysis, secondary ion mass spectrometry, and the slow positron beam method, as well as by conducting X ray diffraction analysis and microhardness measurements and testing the tribotechnical performance of the films. It is found that the grain size varies from 3.9 to 10.0 nm depending on the bias applied to the substrate and the residual pressure in the chamber during nanocoating deposition. It is shown that the microhardness varies considerably (from 37.4 to 48.6 ± 1.2 GPa) according to the percentage and number of phases, grain size, and material transfer along nanograin boundaries and interfaces. In tribological tests of the Ti–Hf–Si–N nanocoatings, the mechanism of cohesive and adhesive fracture changes and the friction coefficient may vary from 0.46 to 0.15

Formation of Superhard Nanostructured Ti–Hf–N(Fe) Coatings Obtained by Vacuum Arc Deposition in HF discharge

Superhard nanostructured Ti–Hf–N(Fe) coatings are prepared. The formation of local regions of (Ti, Hf)N, FeN, and Hf is detected using μ-PIXE (ion microbeam). It is revealed that the synthesized coatings have a nanohardness of 48 ± 1 GPa and are composed of nanograins with a size of 4.8–10.6 nm, which are enveloped by finer entities of other phases (Ti, Fe)N and FeN. There is a good correlation between the results derived by XRD, TEM, AFM, and SEM and microanalysis, which in turn are complemented by the analysis results obtained using an ion microbeam and PIXE. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3492

physical and mechanical properties of the nanocomposite and combined Ti-N-Si /WC-Co-Cr and Ti-N-Si/(CR3C2)75-(NiCr)25 coatings

Two types of the combined nanocomposite coatings (Ti-N-Si /WC-Co-Cr and Ti-N-Si/ (Cr3C2Ni)75-(NiCr)25) of 160-320 μm thickness were produced using two deposition techniques: the cumulative-detonation and the vacuum-arc deposition with the high-frequency discharge. This gives the possibility (using the combined coatings) to restore the size of worn areas of the tools and demonstrate the high corrosion and wear resistance, to increase the hardness, modulus of elasticity, and plasticity index. Composition of the top coating varied from Ti = 60 at.%, N = 30 at.%, and Si = 10 at.% to Ti = 75 at.%, N = 20 at.%, and Si = 5 at.%. In the first series of coatings the following phases were obtained: (Ti;Si) and TiN in thin top coating and WC and W2C in thick bottom coating. The second series gives (Ti;Si)N and TiN in top coating; Cr3Ni2 and pure Cr in bottom coating; and small amount of Ti19O17 in the transition region between thin and thick coatings. For the first series the grain size achieved 25 nm at the hardness of 38 GPa. For the second series the grain size was 15 nm at the hardness of 42 GРa ± 4 GPa. It is shown that the corrosion resistance in salt solution and acid media increases with the wear decrease as a result of the cylinder friction over the surface of combined coating. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/9351Отримано два види комбінованих нанокомпозитних покриттів (Ti -N-Si /WC-Co-Cr; TI-N -Si/(Cr3C2Ni)75-(NiCr)25) товщиною 160 ÷ 320 мкм з використанням двох технологій осадження: кумулятивно-детонаційним з подальшим осадженням за допомогою вакуумно-дугового джерела у ВЧ розряді. Що дає можливість, за допомогою комбінованого покриття, відновлювати розмір зношених ділянок виробів із захистом їх від корозії, зносу, при цьому збільшити твердість, модуль пружності, індекс пластичності. Склад верхнього покриття змінювали від Ti = 60 %, N ≈ 30 %, Si = 10 % до Si = 5 %; N = 20 %, Ti = 75 %. У першій серії покриттів виявлені фази (Ti, Si) і TiN в тонкому верхньому покритті і WC і W2C в товстому нижньому покритті. У другій серії, у верхньому покритті були отримані (Ti, Si) N і TiN, а в нижньому покритті Cr3Ni2, чистий Cr; невелика кількість Ti19O17 в перехідній області між тонким і товстим покриттям. Розмір зерен в першому варіанті тонкого покриття складав 25 нм, при твердості 35 ГПа, а в другому варіанті розмір зерен кристалітів складав 15 нм при твердості Н = 42 ± 3,6 ГПа. Показано, що корозійна стійкість в сольовому розчині і кислотному середовищах збільшується, при зменшенні зносу в результаті тертя циліндра по поверхні комбінованого покриття. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/9351Получено два вида комбинированных нанокомпозитных покрытий (Ti-N-Si/WC-Co-Cr; Ti-N-Si/(Cr3C2Ni)75-(NiCr)25) толщиной 160 ÷ 320 мкм с использованием двух технологий осаждения: кумулятивно-детонационным с последующим осаждением с помощью вакуумно-дугового источника в ВЧ разряде. Что даёт возможность, при помощи, комбинированного покрытия восстанавливать размер изношенных участков изделий с защитой их от коррозии, износа, при этом увеличить твердость, модуль упругости, индекс пластичности. Состав верхнего покрытия изменяли от Ti = 60 %, N ≈ 30 %, Si = 10 % до Si = 5 %; N = 20 %, Ti = 75 %. В первой серии покрытий обнаружены фазы (Ti; Si) и TiN в тонком верхнем покрытии и WC и W2C в толстом нижнем покрытии. Во второй серии, в верхнем покрытии были получены (Ti, Si)N и TiN, а в нижнем покрытии Cr3Ni2, чистый Cr; небольшое количество Ti19O17 в переходной области между тонким и толстым покрытием. Размер, зерен в первом варианте тонкого покрытия, составлял 25 нм, при твёрдости 35 ГПа, а во втором варианте размер зёрен кристаллитов составлял 15 нм при твёрдости Н = 42 ÷ 3,6 ГПа. Показано, что коррозионная стойкость в солевом растворе и кислотной средах увеличивается при уменьшении износа в результате трения цилиндра по поверхности комбинированного покрытия. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/935

Multicomponent (Ti-Zr-Hf-V-Nb)N nanostructure coatings fabrication, high hardness and wear resistance

First results in the field of synthesis and research of the multicomponent (Ti-Zr-Hf-V-Nb)N nanostructured coatings are presented in the paper. Influence of processes of spinodal segregation and mass-transfer on single--layered or multilayered crystal boundary (second phase) forming were explored. Superhard nanostructured coatings were investigated before and after annealing at the temperature 600 C using unique methods (slow positron beam, proton microbeam particle induced X-ray emission, Rutherford backscattering-analysis, scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction analysis was performed using DRON-4 and nanoindentor). Di raction spectra were taken point-by-point, with a scanning step 2 = 0.05 to 0.1. We detected that positron trapping by defects was observed on the nanograins boundaries and interfaces (vacancies and nanopores which are the part of triple and larger grain's boundary junction). The 3D distribution maps of elements obtained by the proton microbeam (particle induced X-ray emission- ) together with the results obtained by slow positron microbeam gave us comprehensive information about physical basis of the processes, connected with diffusion and spinodal segregation in superhard coatings. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3393

Влияние процессов сегрегации и термодиффузии на формирование границ раздела в наноструктурных и многоэлементных покрытиях (Ti-Hf-Zr-V-Nb)N

Впервые были исследованы сверхтвердые наноструктурные покрытия на основе (Ti-Hf-Zr-V-Nb) до и после отжига при 600oC. Было обнаружено, что захват позитронов дефектами происходит по границам нанозерен и на интерфейсах (вакансиях и нанопорах, входящих в тройные и более стыки нанозерен). Получены карты распределения элементов в 3D-измерениях в сверхтвердом покрытии, измеренные методом mu-PIXE (микропучка протонов). Профили элементов и дефектов (полученные микропучком позитронов) позволяют понять физическую картину процессов, связанных с формированием границ раздела (интерфейсов) и субграниц в наноструктурном покрытии (Ti-Zr-Hf-V-Nb)N. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3393

Сучасні системи контролю деформації та температури в фізичному експерименті

На даному етапі розвитку техніки, в умовах масового виробництва, на чільне місце вийшла проблема, пов'язана з впровадженням засобів та систем автоматизації та контролю. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/1522

Формирование наноструктуры в никель-хромовых покрытиях после дуплексной обработки

Представлені і проаналізовані нові результати досліджень структурно-фазового стану і механічних властивостей покриттів з промислових композитних порошків на основі Ni-Cr. Покриття нанесені методом плазмової детонації на підкладку з неіржавіючої сталі, потім піддані електронному опроміненню або оплавленю плазмовим струменем. Основним методами дослідження вибрані: ПЕМ, металографія, скануюча електронна мікроскопія, рентгенівська фотоелектронна спектроскопія, рентгенофлуоресцентний спектральний аналіз, рентгеноструктурний фазовий аналіз, визначення мікротвердості і корозійної стійкості. Експериментально встановлено, що покриття ПГ-19Н-01 до опромінення скла-дається з нанокристалічної g-фази на основі Ni і мікро-кристалічної фази CrNi3. У нанокристалічній фазі виявлені ділянки з нанозерен з різною кристало-графічною орієнтацією решітки. Визначені розміри нанозерен і мікрокрис-талітів, тип і параметри решіток. Виявлено, що нанесення порошкових покриттів ПГ-10Н-01, ПГ-19Н-01 і ПГАН-33 плазмово-детонаційним методом з подальшим оплавленням поверхні наводить до формування багатофазних щільних покриттів з інтерметалідними зміцнюючими з`єднаннями, оксидами і карбідами. Опромінені покриття володіють високою мікротвердістю, порядка 5 ГПа, і стійкістю до корозії в морській воді. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/362