Регистрация / Вход
Прислать материал

Структурные превращения, фазообразование и свойства ионно-плазменных покрытий Mo–Si–Al–(N), Mo–Si–Al–Zr–(N)

ФИО: Черногор А.В.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: д.т.н., проф. Блинков Игорь Викторович, к.т.н. Волхонский Алексей Олегович

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Функциональных наносистем и высокотемпературных материалов

Академическая группа: ФХ-11-3

Одним из направлений современного материаловедения в области создания материалов для развития машиностроительных отраслей является разработка покрытий, обладающих жаростойкостью и сопротивлением к изнашиванию, дающих возможность использовать изделия при высоких температурах в окислительной среде при различных видах трения.

В качестве систем для формирования покрытий были выбраны Mo–Si–Al и Mo–Si–Al–Zr. Покрытия получали в средах аргона и азота методом ионно-плазменного вакуумно-дугового осаждения.

Их высокие трибологические свойства и жаростойкость должны определяться образованием при окислении фазы Магнели MoO3 с малой сдвиговой прочностью, работающей в качестве твёрдой смазки; жаростойких тугоплавких оксидов ZrO2, Al2O3, SiO2, последний из которых имеет свойство «самозалечивания» трещин;и присутствием в покрытии высокотвёрдых нитридных фаз MoN, Mo2N и ZrN.

Полученные покрытия характеризуются сложной структурой, сформированной на основе нитридных фаз Mo, Si, Al и Mo, Zr, Al, Si для первой и второй систем соответственно при осаждении покрытий в азотосодержащей среде и силицидов Mo и Zr при их формировании в среде аргона.

Размер зёрен материала покрытия соответствует толщине слоя и составляет 20А для силицидных покрытий и 70А для нитридных фаз. Значения микродеформаций для обеих групп покрытий имеют значения 0,5–1%. Значения их микротвёрдости на глубине проникновения индентора около 20% от толщины покрытия составляет 12–18 ГПа и 43–50 ГПа для силицидных и нитридных покрытий соответственно. Работа относительного пластического деформирования при наноиндентировании для силицидных покрытий имеет значение 40% и 60% для нитридных. Это свидетельствует о большой пластичности второй группы покрытий. Значения коэффициентов трения, полученных при температуре 550°С и нагрузке 5Н, синтезированных силицидных материалов характеризуется величиной 0,5 против 0,8 для покрытий на основе нитридных фаз. При этом изнашивание последних в результате трения примерно в 2–3 раза меньше (или одинаково), что свидетельствует о их высокой твёрдости, оказывающей существенное влияние на износ.