- Код статьи
- S30345391S0869573325012029-1
- DOI
- 10.7868/S3034539125012029
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 1
- Страницы
- 20-29
- Аннотация
- Распылением катодов различных магнетронов (Ti, Al, Zr, InSn) получены тонкие композитные твердые смазочные покрытия TiAlZrN и TiAlZrN-InSn. Методами электронной микроскопии, рентгеноспектрального и рентгеноструктурного анализов исследовали структуру, элементный и фазовый составы. Развитость поверхности покрытий значительно возрастала при увеличении содержания индия и уменьшении отношения содержаний Al/Zr. Получены разные фазовые составы покрытий в зависимости от отношения содержаний основных компонентов. В результате покрытия могут иметь нитридную структуру: однофазную Ti,Al,ZrN с периодом решетки близким к a = 4,24 Å, двухфазную с InSn, двухфазную, включающую нитриды TiAlZrN (период решетки a ≈ 4,24 Å), ZrTiAlN (a = 4,29-4,58 Å), и трехфазную с InSn. Микротвердость покрытий достигала 1056 HV0,05 при наибольших значениях для двухфазной нитридной структуры. В трибологических испытаниях износ определяли для режима возвратно-поступательного движения. Коэффициенты трения покрытий варьировались от 0,20 до 0,33. Наименьший износ получен для покрытий, содержащих две нитридные фазы и индий в количестве
- Ключевые слова
- твердое смазочное покрытие структура композитное покрытие магнетронное напыление коэффициент трения твердость
- Дата публикации
- 03.02.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 25
Библиография
- 1. Ouyang J.-H. High-temperature solid lubricants and self-lubricating composites: A critical review / Ouyang J.-H., Li Y.-F., Zhang Y.-Z., Wang Y.-M., Wang Y.-J. // Lubricants. 2022. V.10. P.177.
- 2. Lenz, B. Potential of nitrided and PVD-MoS2: Ti-coated duplex system for dry-running friction contacts / B. Lenz, S. Hoja, M. Sommer, H. Hasselbruch, A. Mehner, M. Steinbacher // Lubricants. 2022. V.10. Art.229.
- 3. Пат. 2416675 РФ. Способ формирования композитных твердосмазочных покрытий на рабочих поверхностях узлов трения / Л.Н. Лесневский, В.Н. Тюрин, А.М. Ушаков; опубл. 20.04.2011. - @@ Patent 2416675 RF. Method of forming composite solid lubricating coatings on working surfaces of friction units / L.N. Lesnevsky, V.N. Tyurin, A.M. Ushakov; published 20.04.2011.
- 4. Holmberg, K. Coatings tribology: properties, mechanisms, techniques and applications in surface engineering / K. Holmberg, A. Matthews. - [S.l.]: Elsevier, 2009. 560 p.
- 5. Zayatzev, A.N. An experimental study of tribological properties of threaded joints Inconel 718 - Grade 660 with a solid lubricant based on MoS2 / A.N. Zayatzev, J.I. Shoucheng, Y.P. Alexandrova // Proceed. 9th Intern. Conf, Industr. Eng. (ICIE). 2023. P.489.
- 6. Liu C. Ultralow-friction and ultralow-wear TiN-Ag solid solution coating in base oil / Liu C., Gu X., Yang L., Song X., Wen M., Wang J., Li Q., Zhang K., Zheng W., Chen C. // J. Phys. Chem. Let. 2020. V.11(5). P.1614-1621.
- 7. Блинков, И.В. Керамико-металлические (TiN-Cu) наноструктурные ионно-плазменные вакуумно-дуговые покрытия для режущего твердосплавного инструмента / И.В. Блинков, А.О. Волхонский, А.И. Лаптев, Т.А. Свиридова, Н.Ю. Табачкова, Д.С. Белов, А.В. Ершова // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2013. №2. С.55-59. - @@ Blinkov, I.V., Volkhonskii, A.O., Laptev, A.I. et al. Ceramic-metallic (TiN-Cu) nanostructured ion-plasma vacuum-arc coatings for cutting hard-alloy tools. Russ. J. Non-ferrous Metals 55, 489-493 (2014). DOI: 10.3103/S106782121405006X.
- 8. Yea, F. Nanoindentation response analysis of TiN-Cu coating deposited by magnetron sputtering / F. Yea, X. Suna // Progress in Natural Science: Mater. Intern. 2018. V.28. P.40-44.
- 9. Guleryuz, C.G. Machining performance of TiN coatings incorporating indium as a solid lubricant as placeholders for microreservoir formation / C.G. Guleryuz, J.E. Krzanowski, S.C. Veldhuis, G.S. Fox-Rabinovich // Surface and Coatings Techn. 2009. V.203. P.3370-3376.
- 10. Hasegava, H. Ti1-xAlxN, Ti1-xZrxN and Ti1-xCrxN lms synthesized by the AIP / H. Hasegava, A. Kimura, T. Suzuki // Surface and Coatings Techn. 2000. V.132. P.76-79.
- 11. Lozovan, A.A. In uence of sputtering geometry and conditions on the structure and properties of the TiN- Pb solid lubricating coatings fabricated by magnetron co-sputtering of two separate targets / A.A. Lozovan, S.Y. Betsofen, S.V. Savushkina, M.A. Lychovetsky, L.N. Lesnevsky, I.A. Nikolaev, E.P. Kubatina // Russian Metallurgy (Metally). 2022. V.Supl. P.1441-1448.
- 12. Лозован, А.А. Исследование структуры и механизмов изнашивания твердых смазочных покрытий системы TIN-PB / А.А. Лозован, С.Я. Бецофен, С.В. Савушкина, М.А. Ляховецкий, Л.Н. Лесневский, И.А. Николаев, Ю.С. Павлов, Е.П. Кубатина, Л.Е. Агуреев // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2023. №8. С.64-73. - @@ Lozovan, A.A., Betsofen, S.Y., Savushkina, S.V. et al. Study of the Structure and Mechanisms of the Wear of Solid-Lubricant Coatings of the TiN-Pb System. J. Surf. Investig. 2023. V. 17. P. 903-911. DOI: 10.1134/ S1027451023040274.
- 13. Lozovan, A. Investigation of structural and tribological characteristics of TiN composite ceramic coatings with Pb additives / A. Lozovan, S. Savushkina, M. Lyakhovetsky, I. Nikolaev, S. Betsofen, E. Kubatina // Coatings. 2023. V.13. Art.1463. DOI: 10.3390/ coatings13081463.
- 14. Guo H. Comparison of microstructures and properties of VN and VN/Ag nanocomposite lms fabricated by pulsed laser deposition / Guo H., Lu C., Zhang Z. [et al.] // Appl. Phys. A. 2018. V.124. P.694.
- 15. Cai Q. Adaptive VAlCN-Ag composite and VAlCN/ VN-Ag multilayer coatings intended for applications at elevated temperature / Cai Q., Bai X., Pu J. // J. Mater. Sci. 2022. V.57. P.8113-8126.
- 16. Лозован, А.А. Структура и трибологические характеристики покрытий TiAlN с добавками In, Sn и Pb / А.А. Лозован, С.В. Савушкина, С.Я. Бецофен, М.А. Ляховецкий, И.А. Николаев, Е.Ю. Жуков, Е.А. Данилина // Деформация и разрушение материалов. 2024. №8. С.10-19. - @@ Lozovan A.A., Savushkina S.V., Betzofen S.Ya., Lyakhovetskiy M.A., Nikolaev I.A., Zhukov E.Yu., Danilina E.A. Structure and tribological characteristics of TiAlN coatings with In, Sn and Pb additives // Deformation and Fracture of Materials. 2024. No. 8. P. 10-19. DOI: 10.31044/1814-4632-20248-10-19.
- 17. Lo W.-L. Improvement of high entropy alloy nitride coatings (AlCrNbSiTiMo)N on mechanical and high temperature tribological properties by tuning substrate bias / Lo W.-L., Hsu S.-Y., Lin Y.-C., Tsai S.-Y., Lai Y.-T., Duh J.-G. // Surface and Coatings Techn. 2020. V.401. Art.126247.
- 18. Wang, J. Insight into the structure and tribological and corrosion performance of high entropy (CrNbSiTiZr)C lms: First-principles and experimental study / Wang, J., Zhang, H., Yu X., Wang L., Huang W., Lu Z. // Surface and Coatings Techn. 2021. V.421. Art. 127468.
- 19. Thorton, J.A. Stress - related effects in thin lms / J.A. Thorton, D.W. Hoffman // Thin Solid Films. 1989. V.171. P.5.
- 20. Pearson, W.B. A handbook of lattice spacings and structures of metals and alloys / W.B. Pearson. - N.Y.: Pergamon Press, 1958. 1044 p.
- 21. Hassine, M.B. Growth model for high-Al containing CVD TiAlN coatings on cemented carbides using intermediate layers of TiN / M.B. Hassine, H.-O. Andr´en, A.H.S. Iyer, A. Lotsari, O. Bäcke, D. Stiens, W. Janssen, T. Manns, J. Kümmel, M. Halvarsson // Surface and Coatings Techn. 2021. V.421. Art.127361.
- 22. Zhou M. Phase transition and properties of Ti-Al-N thin lms prepared by r.f.-plasma assisted magnetron sputtering / Zhou M., Makino Y., Noose M., Nogi K. // Thin Solid Films. 1999. V.339. P.203-208.
- 23. Zhang R.-Z. Review of high entropy ceramics: design, synthesis, structure and properties / Zhang R.-Z., Reece M. J. // J. Mater. Chem. A. 2019. V.7. P.22148-22162.
- 24. Sarkar, A. High-Entropy oxides: fundamental aspects and electrochemical properties / A. Sarkar, Q. Wang, A. Schiele, M.R. Chellali, S.S. Bhattacharya, D. Wang, T. Brezesinski, H. Hahn, L. Velasco, B. Breitung // Advanced Materials. 2019. V.31. Art.1806236. 9 p.
