Факультет електроніки та інформаційних технологій (ЕлІТ)
Permanent URI for this communityhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/20
Browse
8 results
Search Results
Item Microstructure, Mechanical and Tribological Properties of Advanced Layered WN/MeN (Me = Zr, Cr, Mo, Nb) Nanocomposite Coatings(MDPI, 2022) Смирнова, Катерина Василівна; Смирнова, Екатерина Васильевна; Smyrnova, Kateryna Vasylivna; Sahul, M.; Harsani, M.; Погребняк, Олександр Дмитрович; Погребняк, Александр Дмитриевич; Pohrebniak, Oleksandr Dmytrovych; Ivashchenko, V.; Beresnev, V.; Stolbovoy, V.; Caplovic, L.; Caplovicova, M.; Vanco, L.; Kusy, M.; Kassymbaev, A.; Satrapinskyy, L.; Flock, D.Due to the increased demands for drilling and cutting tools working at extreme machining conditions, protective coatings are extensively utilized to prolong the tool life and eliminate the need for lubricants. The present work reports on the effect of a second MeN (Me = Zr, Cr, Mo, Nb) layer in WN-based nanocomposite multilayers on microstructure, phase composition, and mechanical and tribological properties. The WN/MoN multilayers have not been studied yet, and cathodic-arc physical vapor deposition (CA-PVD) has been used to fabricate studied coating systems for the first time. Moreover, first-principles calculations were performed to gain more insight into the properties of deposited multilayers. Two types of coating microstructure with different kinds of lattices were observed: (i) face-centered cubic (fcc) on fcc-W2N (WN/CrN and WN/ZrN) and (ii) a combination of hexagonal and fcc on fcc-W2N (WN/MoN and WN/NbN). Among the four studied systems, the WN/NbN had superior properties: the lowest specific wear rate (1.7 × 10−6 mm3/Nm) and high hardness (36 GPa) and plasticity index H/E (0.93). Low surface roughness, high elastic strain to failure, Nb2O5 and WO3 tribofilms forming during sliding, ductile behavior of NbN, and nanocomposite structure contributed to high tribological performance. The results indicated the suitability of WN/NbN as a protective coating operating in challenging conditions.Item Structural Features and Tribological Properties of Multilayer Coatings Based on Refractory Metals(Pleiades Publishing, Ltd, 2018) Погребняк, Олександр Дмитрович; Погребняк, Александр Дмитриевич; Pohrebniak, Oleksandr Dmytrovych; Кравченко, Ярослав Олегович; Кравченко, Ярослав Олегович; Kravchenko, Yaroslav Olehovych; Бондар, Олександр В`ячеславович; Бондарь, Александр Вячеславович; Bondar, Oleksandr Viacheslavovych; Zhollybekov, B.; Kupchishin, A.I.A comparative analysis of the structural features and tribological properties of multilayer coatings based on refractory metal compounds has been conducted in this review. Features of formation of the elec- tronic structure of the synthesized coatings have been discussed, and the effect of methods and conditions of deposition on changes in the physicomechanical characteristics of nanocrystalline structures based on tran- sition metal nitrides has been shown. Dependences of antifriction properties, corrosion resistance, and ther- mal stability on the modulation period (Λ) and the number of bilayers in the studied multilayer coatings have been determined. A decrease in the modulation period of individual layers in a coating positively affects the oxidation resistance of the coating, while an increase in the number of interfaces between the layers slows down the diffusion of oxygen atoms deep into the coating and, thereby, increases the protective properties of the multilayer system as a whole. The effect of the droplet component in cathodic-arc coatings on corrosion development mechanisms in corrosive media has been shown. A class of multifunctional multilayer coatings with an adaptive friction mechanism, which is characterized by a change in the properties and structure during tribological tests, has been discussed separately.Item Structure and Mechanical Properties of TiAlSiY Vacuum-Arc Coatings Deposited in Nitrogen Atmosphere(Pleiades Publishing, Ltd, 2018) Beresnev, V.M.; Sobol, O.V.; Lytovchenko, S.V.; Погребняк, Олександр Дмитрович; Погребняк, Александр Дмитриевич; Pohrebniak, Oleksandr Dmytrovych; Klimenko, S.A.; Stolbovoy, V.A.; Srebniuk, P.A.; Manokhin, A.S.; Kovaleva, M.G.; Novikov, V.Yu.; Meilekhov, A.A.; Nyemchenko, U.S.; Barmin, A.E.; Turbin, P.V.The effect of a negative bias potential applied to the substrate on elemental composition, structure, and mechanical properties of vacuum-arc TiAlSiY nitride coatings is investigated by different methods. It is ascertained that applying a high (up to –500 V) bias voltage leads to a selective sputtering of target as well as significant microdeformation of the coating, small-sized growth of crystallites, and their preferred orientation along the [110] direction. In this case, the coating deposited has a low hardness H = 6.95 GPa and propensity to intense wear under scratch and tribological tests. Crystallites with stoichiometric composition ~140 nm in size and [111] preferred orientation perpendicular to the surface of growth are formed at the bias potential about –200 V, and superhard (H = 49.5 GPa) and wear-resistant coatings are grown under such conditions. The mechanisms of formation of the structure of multielement coatings are discussed. It is shown that for- mation of an amorphous phase and nanocrystal [110] texture takes place at a high bias potential owing to the process of radiation-stimulated selective spraying of the target. Formation of microstrained crystallites 10 nm in size caused by the weakening of interatomic bonds is observed in the coating under such deposition condi- tions, and it leads to the decrease in coating hardness and fast destruction during tribological testing. Sub- stantial bias voltage dependence of deposited coating properties is established in our investigations.Item Features of Investigations of Multilayer Nitride Coatings Based on Cr and Zr(G.V. Kurdyumov Institute for Metal Physics, National Academy of Sciences of Ukraine, 2018) Максакова, Ольга Василівна; Максакова, Ольга Васильевна; Maksakova, Olga Vasylivna; Погребняк, Олександр Дмитрович; Погребняк, Александр Дмитриевич; Pohrebniak, Oleksandr Dmytrovych; Beresnev, V.M.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.Item Arc-Evaporated Nanoscale Multilayer Nitride-Based Coatings for Protection Against Wear, Corrosion, and Oxidation((Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины), 2016) Погребняк, Олександр Дмитрович; Погребняк, Александр Дмитриевич; Pohrebniak, Oleksandr Dmytrovych; Beresnev, M.V.; Ivasishin, O.M.У короткому огляді узагальнено результати досліджень структури та властивостей наномасштабних багатошарових покриттів нітридів тяжкотопких металів. На прикладі TiN/MoN-, TiN/ZrN-, CrN/MoN- та більш складних (багатошарових) (TiZrNbTaHf)N/WN:(TiZrNbTaHf)N/MoN-покриттів, одержаних методою вакуумно-дугового осадження катоду, досліджено та проаналізовано залежності їх твердости, зносостійкости, тертя, корозії й окиснення від умов осадження та товщини шарів. Відмічено закономірності структури та властивостей поведінки даних наномасштабних багатошарових покриттів від розміру нанозерен, текстури та напруг, що виникають у цих покриттях.Item Physical and mechanical properties of nanostructured (Ti-Zr-Nb)N coatings obtained by vacuum-arc deposition method(Society of Polish Electrical and Electronics Engineers, 2016) Погребняк, Олександр Дмитрович; Погребняк, Александр Дмитриевич; Pohrebniak, Oleksandr Dmytrovych; Maksakova, O.; Kozak, C.; Koltunowicz, T.N.; Grankin, S.; Бондар, Олександр В`ячеславович; Бондарь, Александр Вячеславович; Bondar, Oleksandr Viacheslavovych; Дрозденко, Олексій Олександрович; Дрозденко, Алексей Александрович; Drozdenko, Oleksii Oleksandrovych; Петров, Сергій Олександрович; Петров, Сергей Александрович; Petrov, Serhii Oleksandrovych; Erdybaeva, N; Eskermesov, D.By vacuum-arc evaporation of multielement Ti+Zr+Nb cathode in nitrogen atmosphere, (Ti-Zr-Nb)N coatings have been deposited on steel substrates. The coatings are characterized by a columnar structure with nanosized (10-63 nm) crystallites of the main FCC nitride phase (Ti-Zr-Nb)N. Such coatings seem to having prospects as protective ones for couples of friction and cutting tools.Item Особенности термодинамических процессов на контактных поверхностях многокомпонентных нанокомпозитных покрытий с иерархическим и адаптивным поведением(Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, 2015) Погребняк, Олександр Дмитрович; Погребняк, Александр Дмитриевич; Pohrebniak, Oleksandr Dmytrovych; Дядюра, Костянтин Олександрович; Дядюра, Константин Александрович; Diadiura, Kostiantyn Oleksandrovych; Гапонова, Оксана Петрівна; Гапонова, Оксана Петровна; Haponova, Oksana PetrivnaНа основі термодинаміки нерівноважних процесів розглянуто формування багатофункціональних властивостей багатокомпонентних нанокомпозитних покриттів з ієрархічною й адаптивною поведінкою.Item Особенности термодинамических процессов на контактных поверхностях многокомпонентных нанокомпозитных покрытий с иерархическим и адаптивным поведением(Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 2015) Погребняк, Олександр Дмитрович; Погребняк, Александр Дмитриевич; Pohrebniak, Oleksandr Dmytrovych; Дядюра, Костянтин Олександрович; Дядюра, Константин Александрович; Diadiura, Kostiantyn Oleksandrovych; Гапонова, Оксана Петрівна; Гапонова, Оксана Петровна; Haponova, Oksana PetrivnaНа основі термодинаміки нерівноважних процесів розглянуто формування багатофункціональних властивостей багатокомпонентних нанокомпозитних покриттів з ієрархічною й адаптивною поведінкою.