Структурная инженерия многослойной системы TiN / CrN, полученной вакуумно-дуговым испарением

Abstract

Методами рентгенівської дифрактометрії, електронної мікроскопії та мікроіндентування досліджені фазовий склад, структура, субструктура і твердість вакуумно-дугових багатошарових покриттів системи TiN / CrN, отриманих в інтервалі тиску азоту 1·10 – 5 ... 5·10 – 3Торр з подачею постійного та імпульсного негативного потенціалу зсуву. Встановлено формування двохфазного стану з переважним орієнтуванням зростання кристалітів при високому тиску (1…5)·10 – 3 Торр та подачі негативного постійного потенціалу зсуву Uпп = – 20 В – вісь текстури [100], при – 230 В – вісь текстури [111]. Ґрунтуючись на дослідженнях субструктурного стану, встановлен зв’язок переходу в надтвердий (до 57 ГПа) стан зі зменшенням мікродеформації та розміру кристалітів у TiN шарах.

Методами рентгеновской дифрактометрии, электронной микроскопии и микроиндентирования исследованы фазовый состав, структура, субструктура и твердость вакуумно-дуговых многослойных покрытий системы TiN / CrN, полученных в интервале давления азота 1·10 – 5…5·10 – 3 Торр при подаче постоянного и импульсного отрицательного потенциала смещения. Установлено формирование двухфазного состояния с преимущественной ориентацией роста кристаллитов. При высоком давлении (1…5)·10 – 3 Торр и подаче отрицательного постоянного потенциала смещения: Uпп = – 20 В – ось тек- стуры [100], при – 230 В – ось текстуры [111]. Основываясь на исследованиях субструктурного состоя- ния, установлена связь перехода в сверхтвердое (до 57 ГПа) состояние с уменьшением микродеформации и размера кристаллитов в TiN слоях.

By the X-ray diffraction, electron microscopy, and microindentation methods we have investigated the phase composition, structure, substructure and hardness of vacuum arc multilayer coatings of TiN / CrN system obtained in the range of nitrogen pressure of 1·10–5 ... 5·10–3 Torr when applying continuous and pulsed negative bias potential. Formation of two-phase state with a preferred orientation of the crystallite growth was established at high pressure of (1 ... 5)·10–3 Torr and feeding of negative DC bias potential: Ub = – 20 V – texture axis [100], at – 230 V – texture axis [111]. Based on the studies of substructural state, connection of the transition to the superhard (57 GPa) state with decrease in the crystallite size and microstrain in TiN layers was established.