Регистрация / Вход
Прислать материал

Влияние содержания Mo на термическую стабильность и коррозионную стойкость покрытий Ti-Al-Mo-N

Фамилия
Демиров
Имя
Александр
Отчество
Павлович
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Функциональных наносистем и высокотемпературных материалов
Академическая группа
ММТМ-16-1-1
Научный руководитель
д.т.н., проф. Блинков И.В.; асп. Сергевнин В.С.
Название тезиса
Влияние содержания Mo на термическую стабильность и коррозионную стойкость покрытий Ti-Al-Mo-N
Тезис

Многослойное arc-PVD покрытие (Ti,Al)N/Mo2N благодаря своей структуре обладает высокой твёрдостью, гидроабразивной износостойкостью, высокой вязкостью и низким коэффициентом трения. При трении Mo2N превращается в MoO3, который является твёрдой смазкой и позволяет сохранить достаточно низкий коэффициент трения при температурах 500 °С. Набор этих свойств позволяет использовать подобные покрытия в условиях различных видов износа. Однако, для чёткого определения областей применения необходимо установить влияние различных сред и температуры на структуру покрытия.

В работе исследовались покрытия с различным содержанием Mo – 8 и 30 % (ат.). Анализ потенциометрических кривых после электрохимических испытаний в щелочной (pH = 12,72) и кислой (pH = -0,72) средах показал, что покрытие с Мо 30 % (ат.) имеет несколько пиков пассивации. Это говорит о стадийном процессе окисления TiN. В покрытиях с содержанием Мо 8 % (ат.) наблюдается только один пик.

На поверхности покрытия с Мо 30 % (ат.) обнаружены трещины и многочисленные питтинги, следовательно, образовавшийся оксидный слой не обладает защитными свойствами. Поверхность покрытия с Мо 8 % (ат.) не содержит трещин, на нем наблюдается небольшое содержание питтингов, что говорит о большей коррозионной стойкости.

Рис. 1 - Морфология покрытий после электрохимических испытаний с Мо 8 % (ат.) (1) и с Мо 30 % (ат.) (2)

Исследования методом РФЭС послойного распределения элементов в покрытии после электрохимических испытаний показали, что на глубине 300 нм  у покрытий с Мо 30 % (ат.) содержание кислорода 32 и 28 % (ат.) в щелочной и кислой средах соответственно. В покрытиях с меньшим содержанием Мо кислород на данной глубине не обнаружен, что говорит о сохранении фазового состава и структуры, обеспечивающих функциональные свойства покрытия.

Термическая стабильность структуры покрытий оценивалась путем измерения ОКР TiN после отжига в вакууме в течение часа при температурах 400, 500, 600 °С. У покрытия с содержанием Мо 30 % (ат.)  резко увеличивается размер ОКР с 8 нм до 42 нм, чего не наблюдается у покрытий с  Мо 8 % (ат.). Данные получены из анализа уширения линий рентгеновской дифракции и в дальнейшем будут проверены при помощи ПЭМ высокого разрешения, поскольку могут быть неточными из-за влияния на уширение линий макронапряженного состояния покрытий.