The influence of the layers thickness of bilayer multi-period coatings of the CrNx/MoNx and CrNx/TiNx
systems on their phase-structural state, substructure, stress-strain state and mechanical properties was
studied using methods of precision structural analysis in combination with computer simulation of implantation
processes during particle deposition. It is established that a two-phase structure of CrN and -Mo2N
phases of the structural type NaCl is formed in the multi-period coatings of the CrNx/MoNx system with a
nanometer thickness of the layers. Because of the small difference in periods (less than 0.5 %) for
Λ < 20 nm, the layers form a coherent interlayer interface. The use of small Ub = – 20 V during deposition
makes it possible to avoid significant mixing at interlayer (interphase) boundaries even at the smallest
Λ = 10 nm. Nitride layers formed under conditions of vacuum arc deposition are under the action of compressive
stresses.
In the СrNх/TiNх system, because of the relatively large discrepancy between periods (more than
2.5 %), during the formation of the same structural components in the layers (CrN and TiN phases of the
structural type NaCl), the epitaxial growth with period adjusting does not occur, even for the smallest
Λ 10 nm. The action of the deformation factor at the interphase boundary allows achieving an ultrahard
state (with a hardness of about 50 GPa), which causes a relatively low friction coefficient.
The obtained results on the formation of phase-structural states with the nanoscale thickness of layers
of multi-period nitride coatings are explained from the position of minimization of surface energy and deformation
energy.Методами прецизійного структурного аналізу в поєднанні з комп’ютерним моделюванням імплантаційних процесів при осадженні прискоренних частинок досліджено вплив товщини шарів двошарових багатоперіодних покриттів систем CrNx/MoNx і СrNх/TiNх на їх структурно фазовий стан, субструктуру, напружено-деформований стан і механічні властивості. Встановлено, що в багатоперіодних покриттях системи CrNx/MoNx нанометровою товщиною шарів формується двофазна структура з CrN і -Mo2N фаз структурного типу NaCl. Через малу різницю в періодах (менше 0,5 %) при Λ < 20 нм шари
формують когерентний міжшаровий інтерфейс. Використання при осадженні низької Ub = – 20 В дозволяє уникнути істотного перемішування на міжшарових (міжфазних) границях навіть при найменшому Λ = 10 нм. Нітридні шари, які формуються в умовах вакуумно-дугового осадження знахо-
дяться під дією напружень стиснення.
В системі СrNх/TiNх через відносно велику невідповідності періодів (понад 2,5 %) при формуванні
однотипних структурних складових в шарах (CrN і TiN фази структурного типу NaCl) епітаксіального
зростання з пристосуванням періодів не відбувається навіть при найменшому Λ = 10 нм. Дія при цьому деформаційного фактора на міжфазній границі дозволяє досягти надтвердого стану (з твердістю близько 50 ГПа), що обумовлює відносно низький коефіцієнт тертя.
Отримані результати по формуванню структурно фазових станів при нанорозмірній товщині шарів багатоперіодних нітридних покриттів пояснені з позиції мінімізації поверхневої енергії та енергії
деформації.Методами прецизионного структурного анализа в сочетании с компьтерным моделированием имплантационных процессов при осаждении ускоренных частиц изучено влияние толщины слоев
бислойных многопериодных покрытий систем CrNx/MoNx и СrNх/TiNх на их фазово-структурное состояние, субструктуру, напряженно-деформированное состояние и механические свойства. Установлено,
что в многопериодных покрытиях системы CrNx/MoNx с нанометровой толщиной слоев формируется
двухфазная структура из CrN и -Mo2N фаз структурного типа NaCl. Из-за малой разницы в периодах (менее 0,5 %) при Λ < 20 нм слои формируют когерентный межслоевой интерфейс. Использование
при осаждении малого Ub = – 20 В позволяет избежать существенного перемешивания на межслоевых
(межфазных) границах даже при самом малом Λ = 10 нм. Формируемые в условиях вакуумно-дугового
осаждения нитридные слои находятся под действием напряжений сжатия.
В системе СrNх/TiNх из-за относительно большого несоответствия периодов (более 2,5 %) при формировании однотипных структурных составляющих в слоях (CrN и TiN фазы структурного типа NaCl) эпитаксиального роста с подстраиванием периодов не происходит даже при самом малом Λ = 10 нм. Действие при
этом деформационного фактора на межфазной границе позволяет достичь сверхтвердого состояния (с твердостью около 50 ГПа), что обуславливает относительно низкоий коэффициент трения.
Полученные результаты по формированию фазово-структурных состояний при наноразмерной толщине слоев многопериодных нитридных покрытий объяснены с позиции минимизации поверхностной энергии и энергии деформации
