Выпуски УФМ »  Том 17, выпуск 1

Полученные электродуговым напылением наномасштабные многослойные покрытия на основе нитрида для защиты от износа, коррозии и окисления

А. Д. Погребняк$^{1}$, О. М. Ивасишин$^{2}$, В. М. Береснев$^{3}$

$^1$Сумский государственный университет, ул. Римского-Корсакова, 2, 40007 Сумы, Украина
$^2$Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
$^3$Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина, пл. Свободы, 4, 61022 Харьков, Украина

Получена: 19.01.2016. Скачать: PDF

В кратком обзоре обобщены результаты исследований структуры и свойств наномасштабных многослойных покрытий нитридов тугоплавких металлов. На примере TiN/MoN-, TiN/ZrN-, CrN/MoN- и более сложных (многослойных) (TiZrNbTaHf)N/WN:(TiZrNbTaHf)N/MoN-покрытий, полученных методом вакуумно-дугового осаждения катода, исследованы и проанализированы зависимости их твёрдости, износостойкости, трения, коррозии и окисления от условий осаждения и толщины слоёв. Отмечены закономерности структуры и свойств поведения таких наномасштабных многослойных покрытий от размера нанозёрен, текстуры и напряжений, возникающих в этих покрытиях.

Ключевые слова: наноразмерные нанокомпозитные покрытия, структура, износ, антикоррозийная стойкость, твёрдость.

PACS: 62.20.Qp, 62.25.-g, 68.65.Ac, 81.15.-z, 81.40.Pq, 81.65.Kn, 81.65.Mq

Citation: A. D. Pogrebnjak, O. M. Ivasishin, and V. M. Beresnev, Arc-Evaporated Nanoscale Multilayer Nitride-Based Coatings for Protection Against Wear, Corrosion, and Oxidation, Usp. Fiz. Met., 17, No. 1: 1—28 (2016), doi: 10.15407/ufm.17.01.001

Цитированная литература (51)  
  1. A. D. Pogrebnjak and V. M. Beresnev, Nanocoatings Nanosystems Nanotechnologies (Sharyach: Bentham Sci. Publ.: 2012).
  2. A. D. Pogrebnjak, D. Eyidi, G. Abadias, O. V. Bondar, V. M. Beresnev, and O. V. Sobol, Int. J. Refract. Met. Hard. Mater., 48: 222 (2015). Crossref
  3. A. D. Pogrebnjak, I. V. Yakushchenko, A. A. Bagdasaryan, O. V. Bondar, R. Krause-Rehberg, G. Abadias, P. Chartier, K. Oyoshi, Y. Takeda, V. M. Beresnev, and O. V. Sobol, Mater. Chem. Phys., 147: 1079 (2014). Crossref
  4. V. Ivashchenko, S. Veprek, A. Pogrebnjak, and B. Postolnyi, Sci. Technol. Adv. Mat., 15: 025007 (2014). Crossref
  5. A. D. Pogrebnjak, A. P. Shpak, N. A. Azarenkov, and V. M. Beresnev, Physics-Uspekhi, 52: 29 (2009). Crossref
  6. A. D. Pogrebnjak, J. Nanomater., 2013: 12 (2013). Crossref
  7. A. D. Pogrebnjak, A. P. Kobzev, B. P. Gritsenko, S. Sokolov, E. Bazyl, N. V. Sviridenko, A. N. Valyaev, and Y. F. Ivanov, J. Appl. Phys., 87: 2142 (2000). Crossref
  8. A. D. Pogrebnjak, V. M. Beresnev, A. A. Demianenko, V. S. Baidak, F. F. Komarov, M. V. Kaverin, N. A. Makhmudov, and D. A. Kolesnikov, Phys. Solid State, 54: 1882 (2012). Crossref
  9. A. D. Pogrebnyak, V. N. Borysyuk, A. A. Baghdasaryan, O. V. Maksakova, and E. V. Smirnova, J. Nano- Electron. Phys., 6: 04018 (2014).
  10. V. M. Beresnev, O. V. Sobol’, A. D. Pogrebnjak, P. V. Turbin, and S. V. Litovchenko, Тech. Phys., 55: 871 (2010). Crossref
  11. R. Krause-Rehberg, A. D. Pogrebnyak, V. N. Borisyuk, M. V. Kaverin, A. G. Ponomarev, M. A. Bilokur, K. Oyoshi, Y. Takeda, V. M. Beresnev, and O. V. Sobol’, Phys. Met. Metallogr., 114: 672 (2013). Crossref
  12. A. D. Pogrebnjak, V. M. Beresnev, D. A. Kolesnikov, O. V. Bondar, Y. Takeda, K. Oyoshid, M. V. Kaverin, O. V. Sobol, R. Krause-Rehberg, and C. Karwatg, Acta Phys. Pol. A, 123: 816 (2013). Crossref
  13. N. А. Azarenkov, О. V. Sobol, V. М. Beresnev, А. D. Pogrebnyak, D. А. Kolesnikov, P. V. Turbin, and I. M. Torianyk, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 35: 1061 (2013).
  14. S. N. Grigoriev, O. V. Sobol, V. M. Beresnev, I. V. Serdyuk, A. D. Pogrebnyak, D. A. Kolesnikov, and U. S. Nyemchenko, J. Frict. Wear, 35: 359 (2014). Crossref
  15. A. D. Pogrebnjak, O. V. Bondar, N. K. Erdybaeva, S. V. Plotnikov, P. V. Turbin, S. S. Grankin, V. A. Stolbovoy, O. V. Sobol, D. A. Kolesnikov, and C.Kozak, Prz. Elektrotechniczn., 12: 228 (2015).
  16. B. O. Postolnyi, P. Konarski, F. F. Komarov, O. V. Sobol’, O. V. Kyrychenko, and D. S. Shevchuk, J. Nano- Electron. Phys., 6: 04016 (2014).
  17. S. S. Grankin, V. M. Beresnev, O. V. Sobol, V. A. Stolbovoy, V. Yu. Novikov, S. V. Lytovchenko, U. S. Nyemchenko, A. A. Meylehov, M. G. Kovaleva, A. A. Postelnik, and I. N. Toryanik, J. Nano- Electron. Phys., 7: 04050 (2014).
  18. U. S. Nyemchenko, V. M. Beresnev, O. V. Sobol, S. V. Lytovchenko, V. A. Stolbovoy, V. Ju. Novikov, А. А. Meylekhov, А. А. Postelnyk, and M. G. Kovaleva, Phys. Atom. Nucl. (2015) (to be published).
  19. T. N. Kołtunowicz, P. Żukowski, V. Bondariev, J. A. Fedotova, and A. K. Fedotov, Vacuum, 120: 37 (2015). Crossref
  20. A. V. Khomenko, I. A. Lyashenko, and V. N. Borisyuk, Ukr. J. Phys., 54: 1139 (2009).
  21. O. V. Sobol’, A. A. Andreev, V. A. Stolbovoi, and V. F. Fil’chikov, Techn. Phys. Lett., 38: 168 (2012). Crossref
  22. L. Chen, S. Q. Wang, S. Z. Zhou, J. Li, and Y. Z. Zhang, Int. J. Refract. Met. H, 26: 456 (2008). Crossref
  23. O. V. Sobol, A. A. Andreev, S. N. Grigoriev, V. F. Gorban, M. A. Volosova, S. V. Aleshin, and V. A. Stolbovoy, Met. Sci. Heat Treat., 54: 195 (2012). Crossref
  24. K. J. Kadhim, N. Abd Rahman, M. R. Salleh, and K. I. Mohd Zukee, Appl. Mech. Mater., 761: 417 (2015). Crossref
  25. C. Harish Barshilia, Anjana Jain, and K. S. Rajam, Vacuum, 72: 241 (2004).
  26. O. V. Sobol’, Phys. Solid State, 53: 1464 (2011). Crossref
  27. O. M. Ivasishin, A. D. Pogrebnjak, and S. N. Bratushka, Nanostructured Layers and Coating Formed by Ion-Plasma Fluxes in Titanium Alloys and Steels (Kyiv: Akademperiodika: 2011).
  28. Q. Meng, M. Wen, P. Liu, K. Zhang, and W. Zheng, Mater. Lett., 94: 61 (2013). Crossref
  29. H. Soderberg, M. Oden, T. Larsson, L. Hultman, and J. M. Molina Aldareguia, Appl. Phys. Lett., 88, No. 19: 191902-1 (2006). Crossref
  30. A. D. Pogrebnjak, Mater. Sci. Appl., 4, No. 4A: 24 (2013).
  31. M. Wen, Q. Meng, C. Hu, T. Au, Y. Su, W. Yu, and W.T. Zheng, Surf. Coat. Technol., 203: 1702 (2009). Crossref
  32. J. Lao, N. Shao, F. Mei, Li G, and M. Gu, Appl. Phys. Lett., 86: 011902-1 (2005). Crossref
  33. M. Setoyama, A. Nakayama, M. Tanaka, N. Kitagawa, and T. Nomura, Surf. Coat. Technol., 86–87: 225 (1996). Crossref
  34. G. Gassner, Ph. Mayrhofer, K. Kutschey, C. Mitterer, and M. Kathrei, Surf. Coat. Technol., 201: 3335 (2006). Crossref
  35. A. D. Pogrebnjak, S. N. Bratushka, V. I. Boyko, I. V. Shamanin, and Yu. V. Tsvintarnaya, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B, 145, No. 3: 373 (1998). Crossref
  36. M. Nordin, M. Larsson, and S. Hogmark, Surf. Coat. Technol., 106: 234 (1998). Crossref
  37. J. Musil, Surf. Coat. Technol., 207: 50 (2012). Crossref
  38. I. N. Martev, D. A. Dechev, N. P. Ivano, Ts. D. Uzunov, and E. P. Kashchieva, J. Phys. Conf. Ser., 223, No. 1: 012 (2010).
  39. A. D. Pogrebnjak, O. V. Sobol, V. M. Beresnev, P. V. Turbin, G. V. Kirik, N. A. Makhmudov, V. Ilyashenko, A. P. Shypylenko, M. V. Kaverin, M. Yu. Tashmetov, and A. V. Pshyk, Nanostructured Materials and Nanotechnology IV: Ceramic Engineering and Science Proceedings, 31, No. 7: 127 (2010). Crossref
  40. A. Bendavid, P. J. Martin, X. Wang, M. Wittling, and T. J. Kinder, J. Vac. Sci. Technol. A, 13, No. 3: 1658 (1995). Crossref
  41. K. R. Kazdaev, R. B. Abylkalykova, and L .I. Kveglis, J. Sib. Fed. Univ. Eng. Technol., 5: 560 (2012).
  42. H. W. Yen, C. Y. Huang, and J. R. Yang, Scr. Mater., 61: 616 (2009). Crossref
  43. D. Machon, D. Daisenberger, E. Soignard, E. Shen, T. Kawashima, E. Takayama-Muromachi, and P. F. McMillan, Phys. Stat. Solid. A, 203, No. 5: 831 (2006). Crossref
  44. Chemical Vapor Deposition: Precursors, Processes and Applications (Eds. A. Jones and M. L. Hitchman) (Cambridge: RSC Publishing: 2009).
  45. J .S. Koehler, Phys. Rev. B, 2, No. 2: 547 (1970). Crossref
  46. G. Zhang, F. Tianxiang, W. Tao, and C. Hailin, Appl. Surf. Sci., 274: 231 (2013). Crossref
  47. A. D. Pogrebnjak, V. M. Beresnev, O. V. Bondar, G. Abadias, P. Chartier, B. A. Postolnyi, A. A. Andreev, and O. V.Sobol, Tech. Phys. Lett., 40, No. 3: 215 (2014). Crossref
  48. J. Musil, P. Novak, M. Hromadka, R. Cerstvy, Z. Soukup, and J. Savkova, Surf. Coat. Technol., 215: 386 (2013). Crossref
  49. N. I. Poliak, V. M. Anishchik, N. G. Valko, C. Karwat, C. Kozak, and Opielak, Acta Phys. Pol. A, 125, No. 6: 1415 (2014). Crossref
  50. T. N. Koltunowicz, P. Zhukowski, V. Bondariev, A. Saad, J. A. Fedotova, A. K. Fedotov, M. Miloslavljevic, and J. V. Kasiuk, J. Alloys Compd., 615, No. 1: S361 (2014). Crossref
  51. I. A. Svito, J. A. Fedotova, M. Miloslavljevic, P. Zhukowski, N. T. Koltunowicz, A. Saad, K. Kierczynski, and A. K. Fedotov, J. Alloys Compd., 615, No. 1: S344 (2014). Crossref
Цитируется (9)
  1. Olga Maksakova, Sonia Simoẽs, Alexander Pogrebnjak, Oleksandr Bondar et al., Materials Characterization 140, 189 (2018).
  2. V. M. Beresnev, S. A. Klimenko, O. V. Sobol’, S. V. Litovchenko et al., J. Superhard Mater. 39, 172 (2017).
  3. A.D. Pogrebnjak, V.M. Beresnev, O.V. Bondar, B.O. Postolnyi et al., Materials & Design 153, 47 (2018).
  4. Pawel Zukowski, Tomasz N. Koltunowicz, Vitalii Bondariev, Alexander K. Fedotov et al., Journal of Alloys and Compounds 683, 62 (2016).
  5. Oleksandr Boiko, Tomasz N. Koltunowicz, Pawel Zukowski, Alexander K. Fedotov et al., Ceramics International 43, 2511 (2017).
  6. Jian-Ying Xiang and Fan-Bean Wu, Surface and Coatings Technology 332, 161 (2017).
  7. A. D. Pogrebnyak, O. V. Bondar, B. Zhollybekov, S. Konstantinov et al., Phys. Solid State 59, 1798 (2017).
  8. A. D. Pogrebnjak, Ya. O. Kravchenko, O. V. Bondar, B. Zhollybekov et al., Prot Met Phys Chem Surf 54, 240 (2018).
  9. J.H. Navarro-Devia, C. Amaya, J.C. Caicedo and W. Aperador, Surface and Coatings Technology 332, 484 (2017).

© 2013–2018 «ИМФ НАН Украины»