Регистрация / Вход
Прислать материал

Изучение структуры, механических и трибологических свойств трибологических покрытий TiNbCN-(Ag) с различным содержанием серебра

Фамилия
Нургазинов
Имя
Айсултан
Отчество
Алимгазинович
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Институт экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех)
Кафедра
Кафедра порошковой металлургии и функциональных покрытий (ПМиФП)
Академическая группа
МФП-15-2
Научный руководитель
д. ф.-м.н., проф. Штанский Д.В.; к.т.н. Бондарев А.В.
Название тезиса
Изучение структуры, механических и трибологических свойств трибологических покрытий TiNbCN-(Ag) с различным содержанием серебра
Тезис

Одним из наиболее современных и перспективных методов защиты деталей пар трения и снижения коэффициента трения является применение многокомпонентных износостойких покрытий, которые содержат твердую и смазывающую фазы одновременно. Целью данной работы является изучение структуры, механических и трибологических свойств покрытий TiNbCN-(Ag) с различным содержанием серебра, полученных методом магнетронного распыления многокомпонентных СВС-мишеней и одновременным ионным распылением серебра.

Осаждение покрытий проводилось в газовой среде N2 и Ar+15%N2 при нагреве подложки до 300 °С. Содержание серебра в системе TiNbCN-(Ag) варьировалось от 0 до 15,1 ат.% путем изменения тока ионного источника для распыления. Структура покрытий исследовалась методами растровой электронной микроскопии (РЭМ), рентгенофазового анализа (РФА) и просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ). Характер износа образцов после трибологических испытаний изучался методами бесконтактной оптической профилометрии, РЭМ и Рамановской спектроскопии. Установлено, что покрытия TiNbCN–Ag состояли из кристаллических ГЦК фаз – твердого раствора (Ti,Nb)(C,N) и металлического Ag. Средний размер кристаллитов ГЦК-фаз твердого раствора (Ti,Nb)(C,N) составлял 50-55 нм. Твердость покрытий TiNbCN составляла 41 ГПа, а твердость с максимальной концентрацией серебра составляла 10 ГПа. Значения приведенного износа для покрытий с добавками серебра TiNbCN-Ag находились в узком диапазоне 3,0–3,3×10−6 мм3/м*Н, приведенный износ покрытия без добавления серебра составлял 1,8×10−6 мм3/м*Н. Трибологические испытания покрытий TiNbCN-(Ag) проводились в диапазоне температур от 25 °С до 700 °С в паре с контртелом Al2O3. Добавка серебра в состав твердых покрытий TiNbCN позволяет существенно улучшить трибологические свойства при повышенных температурах за счет образования  трибослоя состоящей из смеси частиц (Ti, Nb)(C, N) и фазы Ag в области трибологического контакта. При испытаниях с нагревом до 700 °С покрытия без добавки серебра полностью изнашивается, в то время как приведенный износ покрытий TiNbCN с максимальной концентрацией серебра составлял 4,2∙10-5 мм3/Н∙м.