Мультишарові захисні покриття з покращеними фізико-механічними властивостями на основі нітридів високоентропійних сплавів

Abstract

Об’єкт дослідження – Фазовий та елементний склад, мікроструктура, теплові та механічні властивості багатошарових покриттів на основі нітридів високоентропійних сплавів. Мета роботи – Встановлення взаємозв’язку між елементним, фазовим і напружено-деформованим станом та термічною стабільністю, механічними і трибологічними властивостями наноструктурних захисних мультишарових покриттів на основі нітридів високоентропійних сплавів, та впливу на них технологічних параметрів осадження, а саме тиску робочого газу та потенціалу зсуву підкладки. Дослідження включають в себе широкий набір теоретичних (першопринципне моделювання, фазові діаграми, та алгоритми машинного навчання) та експериментальних (катодно-дугове осадження з парової фази для отримання нітридних покриттів, растрова електронна мікроскопія, просвічуюча електронна мікроскопія, рентгенівська дифракція, рентгенівська фотоелектронна спектроскопія, вимірювання тверості за Вікерсом та за допомогою наноіндентування, а також триботести за схемою «кулька на диску» для визначення коефіцієнту тертя і зносостійкості) методів. Основним результатом, є те, що було проведено комплексне експериментальне та теоретичне дослідження мікроструктури, фазового складу та трибомеханічних властивостей одно- та багатошарових нітридних покриттів на базі високоентропійних сплавів, що дозволило встановити кореляційні залежності. Наукова новизна результатів полягає у тому, що було вперше досліджено нітридні покриття на основі високоентропійних сплавів при експериментах на радіаційну та механічну стійкість. Було вперше вивчена структура та властивості покриттів нітридів високоентропійних сплавів на базі Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Ta, Hf, W за допомогою комп’ютерного моделювання та подальшого експерименту. Одержана у роботі методика отримання високоентропійних нітридних покриттів на основі тугоплавких металів з однорідною структурою та покращеними фізико-механічними властивостями може бути використана у подальших прикладних дослідженнях для продовження терміну служби металевих інструментів, що експлуатуються в умовах високих температур, швидкостей та навантажень, а також для високошвидкісного фрезерування.