Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
4 results
Search Results
Item Structural Engineering and Mechanical Properties of (Ti-V-Zr-Nb-Hf-Ta)N Coatings Obtained at Different Pressures(Sumy State University, 2019) Sobol, O.V.; Andreev, A.A.; Postelnyk, H.O.; Meylekhov, A.A.; Sagaidashnikov, Yu.Ye.; Stolbovoy, V.A.; Yevtushenko, N.S.; Syrenko, T.O.; Kraievska, Zh.V.; Zvyagolskiy, A.V.В роботі досліджено вплив тиску реакційного газу на текстуру, структурно-напружений стан і механічні властивості (твердість і стійкість до абразивного зносу) в вакуумно-дугових покриттях на основі нітридів Ti-V-Zr-Nb-Hf-Та високоентропійних сплавів. Встановлено, що при потенціалі зсуву – 200 В збільшення тиску азоту при осадженні від 2.5·10 – 4 до 4.5·10 – 3 Торр призводить до підвищення вмісту атомів азоту в покритті, а також формуванню бітекстурного стану: [111] + [311]. Формування біаксіальної текстури відбувається через наявність в сплавах атомів з масами, що сильно відрізняються (Ti, V та Hf, Ta). Використання багатоелементного складу при однофазному стані з простою кубічною решіткою дозволяє досягати високих значень мікродеформації (до 1.4 %) при низькому тиску осадження. Встановлено, що зі збільшенням тиску азоту при осадженні призводить до збільшення макродеформації. Найбільша твердість становить 53 ГПа і досягається в покриттях, отриманих при тиску 2·10 – 3 Toрр. Визначено, що високу стійкість до абразивного зносу мають покриття у яких: розмір зерен-кристалітів 12-25 нм, немає (або низький рівень досконалості) текстури, а також досить висока мікродеформація в кристалітах.Item The Influence of Layer Thickness and Deposition Conditions on Structural State of NbN/Cu Multilayer Coatings(Sumy State University, 2019) Sobol, O.V.; Andreev, A.A.; Meylekhov, A.A.; Postelnyk, А.А.; Stolbovoy, V.A.; Ryshchenko, I.M.; Sagaidashnikov, Yu.Ye.; Kraievska, Zh.V.The influence of the main physical and technological factors of structural engineering (layer thickness, nitrogen atmosphere pressure and bias potential) on the structural-phase state of the NbN/Cu coatings was studied. It was established that with an increase in the thickness of niobium nitride layers from 8 to 40 nm (in the NbN/Cu multilayer composition), the phase composition changes from the metastable NbN (cubic crystal lattice, NaCl structural type) to the equilibrium ε-NbN phase with a hexagonal crystal lattice. At low pressure PN = 7·10 – 4 Torr in thin layers (about 8 nm thick), regardless of the Ub, the-NbN phase is formed. The reason for the stabilization of this phase can be the uniformity of the metallic fcc crystal lattice of the δ-NbN phase with the Cu crystal lattice. As the pressure increases from РN = 7·10 – 4 Torr to 3·10 – 3 Torr, a more equilibrium ε-NbN phase with a hexagonal crystal lattice is formed. An increase in the bias potential during deposition from – 50 V to – 200 V mainly affects the change in the preferred orientation of crystallite growth. In thin layers of the -NbN phase (about 8 nm), a crystallite texture with the [100] axis is formed. In layers with a thickness of 40-120 nm, crystallites of the -NbN phase are predominantly formed with a hexagonal (004) plane parallel to the growth plane. At the greatest layer thickness (more than 250 nm), the NbN phase crystallites are predominantly formed with a (110) hexagonal lattice plane parallel to the growth plane. The results obtained show great potential for structural engineering in niobium nitride when it is used as a constituent layer of the NbN/Cu multilayer periodic system.Item The Use of Negative Bias Potential for Structural Engineering of Vacuum-Arc Nitride Coatings Based on FeCoNiCuAlCrV High-Entropy Alloy(Sumy State University, 2018) Sobol, O.V.; Andreev, A.A.; Gorban, V.F.; Meylekhov, A.A.; Postelnyk, А.А.; Stolbovoy, V.A.; Zvyagolskiy, A.V.Досліджено вплив негативного потенціалу зміщення (Ub = – 40, – 110 і – 200 В) при осадженні багатоелементних покриттів на їх склад, структуру і механічні властивості. Показано, що при використанні високоентропійного багатоелементного (з 7 елементів) FeCoNiCuAlCrV сплаву можна отримати однофазний нітрид (FeCoNiCuAlCrV)N. Нітрид має ГЦК кристалічну решітку (структурний тип NaCl). Встановлено, що при збільшенні Ub в структурному стані відбувається перехід від практично нетекстурованих (полікристалічне) до переважної орієнтації зростання кристалітів з віссю текстури [111] (при Ub = – 110 В) і [110] (при Ub = – 200 В). Це супроводжується зменшенням періоду решітки, а також зниженнем твердості і модуля пружності. Для покриттів (FeCoNiCuAlCrV)N найбільша твердість 38 ГПа досягається при використанні найменшого (– 40 В) потенціалу зміщення в процесі осадження. Показано, що для досягнення високої твердості при великих Ub необхідно збільшувати вміст в високоентропійном сплаві елементів з високою нітрідоутворюючою здатністю.Item Structural Engineering Multiperiod Coating ZrN/MoN(Sumy State University, 2016) Sobol', O.V.; Meylekhov, A.A.; Stolbovoy, V.A.; Postelnyk, A.A.Використовуючи метод структурної інженерії шляхом зміни товщини шарів в багатоперіодній системі ZrN/MoN досліджено вплив фазово-текстурного стану кристалітів і їх розмір на твердість вакуумно-дугових покриттів. Виявлено визначальний вплив ZrN шарів на формування переважної орієнтації зросту з віссю [100] при малій товщині шарів 7-20 нм (час осадження 3 -10 сек). При великій то- вщині шарів визначальним текстуру [311] є кристаліти y-Mo[2]N фази, що формується в Mo-N шарах. Імпульсна високовольтна стимуляція не змінюючи тип структурних станів для різних товщин шарів, призводить до часткової разорієнтації текстури при великій товщині шарів. Твердість покриттів з товстими (80 нм) шарами становить 35-37 ГПа. У шарах малої товщини імпульсна стимуляції рухливості атомів призводить до формування планарної структури з середнім розміром кристалітів в шарах 4-9 нм, що супроводжується підвищенням твердості до 44 ГПа.