Features of Investigations of Multilayer Nitride Coatings Based on Cr and Zr

Abstract

У короткому огляді літературних даних узагальнено результати дослі- джень структури та властивостей наномасштабних багатошарових пок- риттів тугоплавких металів на основі Zr та Cr одержаних методами ва- куумно-дугового осадження катоду. Проведено порівняльну аналізу мі- кроструктури та властивостей композиційних покриттів ZrN/CrN в за- лежності від умов осадження (постійного неґативного потенціялу під- ложжя, імпульсного високовольтного потенціялу зміщення, парціяль- ного тиску і швидкости потоку робочого газу) та періоду модуляції ба- гатошарової структури. Виявлено загальні закономірності, що поляга- ють у наявності стовпчастої структури та текстури росту. Показано, що для досліджуваних покриттів має місце переважна орієнтація (111). Визначено умови одержання покращених фізико-механічних та трибо- логічних властивостей покриттів.

В кратком обзоре литературных данных обобщены результаты исследований структуры и свойств наномасштабных многослойных покрытий нитридов тугоплавких металлов на основе Zr и Cr, полученных мето- дами вакуумно-дугового осаждения катода. Проведён сравнительный анализ микроструктуры и свойств композиционных покрытий ZrN/CrN в зависимости от условий осаждения (постоянного или импульсного отрицательного потенциала подложки, импульсного высоковольтного потенциала смещения, парциального давления и скорости потока рабо- чего газа) и периода модуляции многослойной структуры. Выявлены общие закономерности, состоящие в наличии столбчатой структуры и текстуры роста. Показано, что для исследуемых покрытий имеет место преимущественная ориентация (111). Установлены условия получения улучшенных физико-механических и трибологических характеристик покрытий.

The studies of the structure and properties of nanoscale multilayer coat- ings of Zr- and Cr-based refractory metals obtained by the vacuum arc cathode deposition are summarized in a brief review of the literature data. A comparative analysis of the microstructure and properties of ZrN/CrN composite coatings depending on the deposition conditions (con- stant negative potential of the substrate, pulsed high-voltage bias poten- tial, partial pressure, and reaction gas velocity) and modulation period for multilayered structure is carried out. General regularities consisting in the presence of the columnar structure and the growth texture are re- vealed. They show that there is a prevailing (111) orientation for investi- gated coatings. Conditions for obtaining improved physical, mechanical, and tribological properties of the coatings are determined.