Автоматичне зварювання, 2022, №09



2022 №09 (02)

DOI of Article 10.37434/as2022.09.03

2022 №09 (04)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 9, 2022, с. 16-20

Вплив параметрів процесу магнетронного напилення на фазовий склад і структуру покриттів з нітриду вуглецю

Ю.С. Борисов¹, О.В. Волос¹, Н.В. Вігілянська¹, В.Г. Задоя¹, В.В. Стрельчук²

¹ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
²ІФН ім. В.Є. Лашкарьова НАН України. 02000, м. Київ, просп. Науки, 45

Осадження CNx-покриттів проводили за допомогою двох магнетронних пристроїв з титановою та графітовою мішенню в суміші газів Ar/N2. Досліджено вплив складу газової суміші (Ar/N2), тиску (0,35, 1 та 2 Па) та температури (100…200 °C) на структуру покриття CNx. Встановлено, що структура покриття являє собою аморфну розупорядковану графітоподібну структуру з sp3-, sp2- і sp1 електронними звʼязками вуглецю. Найбільш упорядкована структура спостерігається у покриттів CNx (найменша ID/IG = 1,16 і 1,2), отриманих при тиску 0,35 Па, температурі зразка 130 °С, вмісті азоту 40 і 58 %. Вивчено вплив підшара титану та перехідного шару TiCN на адгезійні властивості покриття CNx. При спільному використанні підшара титану та перехідного шару TiCN збільшується адгезія покриття до основ з титану та сталі Х18Н10Т при товщині покриття 2…3 мкм. Бібліогр. 15, табл. 2, рис. 6.
Ключові слова: магнетронне розпилення, покриття CNx, структура, фазовий склад, раманівська спектроскопія


Надійшла до редакції 04.07.2022

Список літератури

1. Hultman, L., Neidhardt, J., Hellgren, N. et al. (2003) Fullerenelike Carbon Nitride: A Resilient Coating Material. MRS Bulletin, 28(03), 194–202. doi:10.1557/mrs2003.62
2. Liu, A.Y., Cohen, M.L. (1989) Prediction of New Low Compressibility Solids. Science, 245(4920), 841–842. doi:10.1126/ science.245.4920.841
3. Liu, D., Ruan, C.F., Zhang, P. et al. (2021) Structural, interface texture and toughness of TiAlN/CN multilayer films. Materials Characterization, 178, 111301. doi:10.1016/j. matchar.2021.111301
4. Vyas, A., Shen, Y., Zhou, Z., Li, K. (2008) Nano-structured CrN/CNx multilayer films deposited by magnetron sputtering. Composites Science and Technology, 68(14), 2922–2929. doi:10.1016/j.compscitech.2007.11.002
5. Nishimura, H., Umehara, N., Kousaka, H., Tokoroyama, T. (2016) Clarification of relationship between friction coefficient and transformed layer of CNx coating by in-situ spectroscopic analysis. Tribology International, 93, 660–665. doi:10.1016/j.triboint.2014.12.015
6. Chen, R., Tu, J.P., Liu, D.G. et al. (2012) Structural and mechanical properties of TaN/a-CN x multilayer films. Surface and Coatings Technology, 206(8–9), 2242–2248. doi:10.1016/j.surfcoat.2011.09.072
7. Wang, M., Toihara, T., Sakurai, M. et al. (2014) Surface morphology and tribological properties of DC sputtered nanoscale multilayered TiAlN/CNx coatings. Tribology International, 73, 36–46. doi:10.1016/j.triboint.2014.01.008
8. Contreras, E., Bolívar, F., Gómez, M.A. (2017) Influence of nitrogen variation on the microstructrual, mechanical and tribological properties of CNx coatings deposited by dc unbalanced magnetron sputtering. Surface and Coatings Technology, 332, 414–421. doi:10.1016/j.surfcoat.2017.05.095
9. Cui F.Z., Qing X.L., Li D.J., Zhao J. (2005) Biomedical investigations on CNx coating. Surface & Coating Technology, 200(1–4), 1009–1013. doi:10.1016/j.surfcoat.2005.02.157
10. Kovács, G.J., Veres, M., Koós, M., Radnóczi, G. (2008) Raman spectroscopic study of magnetron sputtered carbon– nickel and carbon nitride-nickel composite films: The effect of nickel on the atomic structure of the C/CNx matrix. Thin Solid Films, 516(21), 7910–7915. doi:10.1016/j. tsf.2008.04.081
11. Mubumbila, N., Tessier, P.-Y., Angleraud, B., Turban, G. (2002) Effect of nitrogen incorporation in CNx thin films deposited by RF magnetron sputtering. Surface and Coatings Technology, 151–152, 175–179. doi:10.1016/s0257– 8972(01)01569–9
12. Broitman, E., Czigány, Z., Greczynski, G. et al. (2010) Industrial-scale deposition of highly adherent CNx films on steel substrates. Surface and Coatings Technology, 204(21– 22), 3349–3357. doi:10.1016/j.surfcoat.2010.03.038
13. Charitidis, C., Patsalas, P., Logothetidis, S. (2005) Effects of energetic species during the growth of nitrogenated amorphous carbon thin films on their nanomechanical properties. Thin Solid Films, 482(1–2), 177–182. doi:10.1016/j. tsf.2004.11.167
14. Tétard, F., Djemia, P., Angleraud, B. et al. (2002) Surface and bulk characterizations of CNx thin films made by r.f. magnetron sputtering. Surface and Coating Technolody, 151–152, 184–188. doi:10.1016/s0257–8972(01)01574–2
15. Gradowski, M.V., Ferrari, A.C., Ohr, R. et al. (2003) Resonant Raman characterisation of ultra-thin nano-protective carbon layers for magnetic storage devices. Ibid., 174–175, 246–252. doi:10.1016/s0257–8972(03)00602–9

---

Реклама в цьому номері:

---