VLIYaNIE ENERGETIChESKIKh PARAMETROV NA STRUKTURU I SVOYSTVA POKRYTIY Ti–Al–C, POLUChENNYKh METODAMI DCMS I HIPIMS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Методами магнетронного напыления на постоянном токе (DCMS) и высокомощного импульсного магнетронного напыления (HIPIMS) при пиковых токах 50 и 100 A, а также при подаче на подложку отрицательного напряжения смещения –500В с использованием мишени состава Ti2AlC получены наноструктурные покрытия в системе Ti–Al–C толщиной 1.8–6.4 мкм. Основной фазой в покрытиях являлся карбид титана, при использовании HIPIMS дополнительно образовывался интерметаллид TiAl. Установлено, что покрытия, осажденные методом DCMS, обладают максимальными твердостью 31 и модулем упругости 294 ГПа, а также низким коэффициентом трения 0.2, тогда как метод HIPIMS при использовании оптимальных режимов обеспечивает минимальный приведенный износ 5,1·10−6 мм3Н−1м−1, термическую стабильность и жаростойкость до 1000°С. Защитные свойства связаны с формированием плотных поверхностных пленок на основе оксида алюминия. Применение HIPIMS с подачей на подложку высокого отрицательного напряжения смещения способствует выделению кристаллитов MAX-фаз Ti2AlC и Ti3AlC2 с размером кристаллитов менее 100 нм при вакуумном отжиге покрытий при 1000°С.

References

  1. Yang W., Tang L., Liu Y. et al. // Tribology International. 2024. V. 193. № 109320.
  2. Kumar S., Singh A. // Surfaces and Interfaces. 2024. V. 46. № 103960.
  3. Yasuoka M., Wang P., Murakami R. // Surface and Coatings Technology. 2012. V. 206. P. 2168–2172.
  4. Lou B., Hsiao Y., Chang L. et al. // Surface and Coatings Technology. 2021. V. 422. № 127512.
  5. Salas O., Kearns K., Carrera S. et al. // Surface and Coatings Technology. 2003. V. 172. P. 117–127.
  6. Gorunov A.I. // Engineering Failure Analysis. 2018. V. 86. P. 115–130.
  7. Zhao X.J., Fang S.Q., Lyu P.Z. et al. // Journal of Alloys and Compounds. 2024. V. 990. № 174498.
  8. Kuptsov K.A., Antonyuk M.N., Sheveyko A.N. et al. // Surface and Coatings Technology. 2023. V. 465. № 129621.
  9. Kuptsov K.A., Sheveyko A.N., Sidorenko D.A. et al. // Applied Surface Science. 2021. V. 566. № 150722.
  10. Lin J., Wei R., Bitsis D.C. et al. // Surface and Coatings Technology. 2016. V. 298. P. 121.
  11. S. Peng, J. Xu, S. Jiang et al. // Corrosion Science. 2022. V. 195. № 109978.
  12. Bondarev A.V., Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Levashov E.A. et al. // Applied Surface Science. 2017. V. 396. P. 110–120.
  13. Schalk N., Tkadletz M., Mitterer C. // Surface and Coatings Technology. 2022. V. 429. № 127949.
  14. Martinez-Martinez D., Lopez-Cartes C., Fernandez A. et al. // Thin Solid Films. 2009. V. 517. P. 1662–1671.
  15. http://www.platit.com/en/coatings/ticn-grey
  16. Martinez-Martinez D., Lopez-Cartes C., Justo A. et al. // Solid State Sciences. 2009. V. 11. P. 660–670.
  17. PalDey S., Deevi S.C. // Materials Science and Engineering: A. 2003. V. 342. P. 58–79.
  18. Soldan J., Musil J., Zeman P. // Plasma Processes and Polymers. 2007. V. 4. P. S6–S10.
  19. Podhurska V., Kuprin O., Prikhna T. et al. // Heliyon. 2024. V.10. № e23275.
  20. Shanaghi A., Rouhaghdam A.R.S., Ahangarani S. et al. // Applied Surface Science. 2012. V. 258. P. 3051–3057.
  21. Wachtler C., Wustefeld C., Šima M. et al. // Surface and Coatings Technology. 2024. V. 477. № 130296.
  22. S. Xiao, Z. Wu, L. Liu et al. // Surface and Coatings Technology. 2017. V. 312. P. 7–12.
  23. Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Sheveyko A.N., Shvindina N.V. et al. // Ceramics International. 2018. V. 44. P. 7637–7646.
  24. Shtansky D.V., Gloushankova N.A., Sheveyko A.N. et al. // Surface and Coatings Technology. 2010. V. 205. P. 728–739.
  25. Muhammed M., Javidani M., Sadrabadi E. et al. // Coatings. 2024. V. 14. P. 246.
  26. Sanders D.M., Anders A. // Surface and Coatings Technology. 2000. V. 133–134. P. 78.
  27. Larhlimi H., Ghailane A., Makha M. et al. // Vacuum. 2022. V. 197. № 110853.
  28. Kelly P.J, Arnell R.D // Vacuum. 2000. V. 56. P. 159–172.
  29. Shtansky D.V., Batenina I.V., Yadroitsev I.A. et al. // Surface and Coatings Technology. 2012. V. 208. P. 14–23.
  30. Chaikeeree, N., Kasayapanand, N., Mungkung, W. et al. // Optical Materials. 2024. V. 150. № 115166.
  31. Raghav R., Mulik R.S. // Surface and Coatings Technology. 2024. V. 480. № 130570.
  32. Elmkhah H., Attarzadeh F., Fattah-Alhosseini A. et al. // Journal of Alloys and Compounds. 2018. V. 735. P. 422–429.
  33. Anders A. // Surface and Coatings Technology. 2014. V. 257. P. 308–325.
  34. Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Chertova A.D., Chudarin F.I. et al. // Surface and Coatings Technology. 2024. V. 484. № 130797.
  35. Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Sheveyko A.N., Vorotilo S.A. et al. // Ceramics International. 2020. V. 46. P. 1775–1783.
  36. Levashov, E.A., Pogozhev, Y.S., Shtansky, D.V. et al. // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2009. V. 50. P. 151–159.
  37. Ph.V. Kiryukhantsev-Korneev, Sytchenko A.D., Sviridova T.A. et al. // Surface and Coatings Technology. 2022. V. 442. № 128141
  38. Kiryukhantsev-Korneev Ph.V. // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2014. V. 55. P. 494
  39. Levashov, E.A., Shtansky, D.V., Kiryukhantsev-Korneev, P.V. et al. // Russian Metallurgy (Metally). 2010. P. 917–935.
  40. Choi Y.J., Yoon J.K., Kim G.H. et al. // Corrosion Science. 2017. V. 129. P. 102–114.
  41. Wang J., Chen M., Yang L. et al. // Corrosion Communications. 2021. V. 1. P. 58–69.
  42. Sarakinos K., Alami J., Konstantinidis S. // Surface and Coatings Technology. 2010. V. 204. P. 1661–1684.
  43. Hellgren N., Thornberg J., Zhirkov I. et al. // Vacuum. 2019. V. 169. № 108884.
  44. Pribytkov G.A., Krinitsyn M.G., Korzhova V.V. et al. // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2020. V. 61. P. 207–215.
  45. Ivashchenko V.I., Onoprienko A.A., Skrynskyy P.L. et al. // Journal of Superhard Materials. 2021. V. 43. P. 100–110.
  46. Chu M., Xiao H., Ren L. et al. // Ceramics International. 2024. V. 50. P. 12498–12509.
  47. Chaliyawala H.A., Gupta G., Kumar P. et al. // Surface and Coatings Technology. 2015. V. 276. P. 431–439.
  48. Shtansky D.V., Petrzhik M.I., Bashkova I.A. et al. // Physics of the Solid State. 2006. V. 48. P. 1301–1308.
  49. Larhlimi H., Ghailane A., Makha M. et al. // Vacuum. 2022. V. 197. № 110853.
  50. Ogunlana M.O., Muchie M., Oladijo O.P. et al. // Materials. 2023. V. 16. P. 174.
  51. Bandorf R., Luthje H., Wortmann A. et al. // Surface and Coatings Technology. 2003. V. 174–175. P. 461–464.
  52. Miyake M., Tajikara S., Hirato T. // Surface and Coatings Technology. 2011. V. 205. P. 5141
  53. Wu J.M., Zheng S.L., Li Z.Z. // Materials Science and Engineering: A. 2000. V. 289. P. 246.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).