Воздействие высокотемпературного ионного облучения на наноструктурированные покрытия TiAlN - Константинов, Станислав Валерьевич; Комаров, Фадей Фадеевич; Чижов, Игорь Викторович; Жук, Ежи; Зайков, Валерий Александрович (Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 2022)
Методом реактивного магнетронного распыления сформированы наноструктурированные покрытия TiAlN на подложках из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т. Полученные покрытия TiAlN подвергнуты облучению ионами Ar+ c энергией 200 кэВ в диапазоне флюенсов от 2,5 ⋅ 1016 до 2,0 ⋅ 1017 ионов на 1 см2 при температуре 480 °С. С использованием энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии и рентгеноструктурного фазового анализа исследованы элементный состав, структурно-фазовое состояние и морфология исходных и облученных покрытий. Проведено наноиндентирование полученных структур по методике Оливера и Фарра, определены нанотвердость (Н), модуль Юнга (E), а также рассчитана ударная вязкость исследуемых покрытий как соотношение H/E∗. Установлено формирование однофазной структуры твердого раствора (Ti, Al)N покрытий в исходном состоянии. Обнаружен эффект селективного распыления наиболее легкого компонента – азота – из покрытий. До флюенса облучения 1,0 ⋅ 1017 ионов на 1 см2 не выявлено существенных изменений в структурно-фазовом состоянии покрытий. При флюенсе облучения 2,5 ⋅ 1016 ионов на 1 см2 отмечено улучшение комплекса прочностных свойств покрытий TiAlN. Сделан вывод, что наноструктурированные покрытия TiAlN являются радиационно стойкими до флюенса облучения 2,0 ⋅ 1017 ионов на 1 см2, при котором наблюдаются начало сегрегации твердого раствора (Ti, Al)N как основной фазы покрытий и эффект блистеринга.
Keywords: наноструктурированные покрытия TiAlN; структурно-фазовое состояние; трибомеханические свойства; наноиндентирование; радиационная стойкость