Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Омаров

44 views

Published on

омаров 18.10.2017

Published in: Engineering
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Омаров

  1. 1. КОМПОЗИТНЫЕ TiC-аC:H ПОКРЫТИЯ, ОСАЖДЕННЫЕ ИЗ ТИТАНОВОЙ ПЛАЗМЫ И ВЧ РАЗРЯДА В ПАРАХ БЕНЗОЛА А.О. Омаров, А.А. Лучанинов, В.Е. Стрельницкий, Р.Л. Василенко, Г.Н. Толмачёва Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт», Институт физики твердого тела, материаловедения и технологий, г. Харьков, Украина e-mail: omarov@kipt.kharkov.ua <, ZKs /E^d/dhd KW,z^/^Θd,EKK'z Ed/KE^/EEdZ
  2. 2. Композитные нанокристаллические TiC-аC:H покрытия имеют высокие прочностные свойства, обладают стойкостью к высоким температурам, высокой твердостью и износостойкостью. Благодаря чему их используют для защиты лопаток турбин, элементов машин и механизмов. При различных параметрах процесса TiC-аC:H покрытия получали методом магнетронного осаждения в комбинации с ВЧ разрядом в смеси аргона и ацетилена [1], а также методом вакуумно-дугового осаждения в присутствии паров метана [2]. 1. T. Zehnder, J. Patscheider. Nanocomposite TiC-aC:H hard coatings deposited by reactive PVD // Surf. Coat. Technol. 2000, vol.133-134, P.138-144. 2. Xing-zhao Dinga, B.K. Taya, H.S.Tana, S.P. Laua, W.Y.Cheungb, S.P. Wong. Preferential orientation of titanium carbide films deposited by a filtered cathodic vacuum arc technique. // Surf. Coat. Technol. 2001, vol. 138, Р.301-306.
  3. 3. Цель работы • Синтез TiC-аC:H покрытий из вакуумно-дугового источника титановой плазмы в ВЧ разряде в парах бензола при различных параметрах процесса осаждения. • Исследование физико-механических свойств полученных покрытий.
  4. 4. Схема установки и методика эксперимента Схема экспериментальной установки - образцы из нержавеющей стали 12Х18Н10Т закреплялись на водоохлаждаемом поворотном подложкодержателе; - давление паров бензола в рабочей камере составляло 2х10-3 Торр, 4х10-3 Торр или 6х10-3 Торр; - ВЧ-потенциал от генератора составлял 200В, 500В и 1000В в различных экспериментах с частотой 7 МГц;
  5. 5. Получены покрытия толщиной от 1,2 до 3,2 мкм. Скорость осаждения покрытий при различных параметрах процесса приведена в таблице. Скорость осаждения растет с увеличением давления бензола и уменьшением ВЧ-потенциала. Результаты исследований 6,564,21000 98,65,6500 9,89,67,6200 Скорость осаждения, мкм/час 642 Давление паров бензола, х10-3 Торр ВЧ-потенциал, В
  6. 6. Рамановские спектры покрытий, осажденных при давлении паров бензола в рабочей камере 6х10-3 Торр и различных ВЧ- потенциалах D и G пики соответствуют наличию аC:H компоненты, а пики 420см-1 и 630см-1 – TiC. Что подтверждает наличие композитного нанокристаллического TiC-аC:H покрытия.
  7. 7. Результаты SEM EDX исследований показывают элементный состав покрытий полученных при давлении паров бензола 6х10-3 Торр Потенциал 200В 500 В 1000 В Элемент Атом. % Атом. % Атом. % C 43,75 37.25 18.16 Ti 56,25 62.75 81.84 Во всех режимах осаждения преобладает титан. Однако, чем выше содержание углерода, тем ближе соотношение Ti/C к 1, тем более высокими механическими свойствами обладает полученное покрытие.
  8. 8. SEM изображение поверхности TiC-аC:H покрытий: а) P(C6H6)=2х10-3 Торр, U=200В, поверхность имеет мелкоячеистую структуру,с размером зерен до 50нм, характерную для кристаллических материалов, осаждаемых PVD методами; б) P(C6H6) =6х10-3 Торр, U=1000В, покрытие имеет развиту поверхность со структурными элементами размерами от 150нм до 400нм; а) б)
  9. 9. Механические свойства покрытий измерялись методом наноиндентирования. Твердость и модуль упругости покрытий, полученных при давлении 6х10-3 Торр приведены в таблице ВЧ-потенциал, В Твердость, ГПа Модуль упругости, ГПа 100 22 250 200 37 400 500 32 350 1000 8 200 Наилучшие характеристики достигаются при ВЧ-потенциале 200В и 500В.
  10. 10. ВЫВОДЫ 1. Экспериментально показана возможность синтеза композитных TiC-аC:H покрытий при совместном осаждении титановой плазмы из вакуумно-дугового источника в ВЧ разряде в парах бензола. 2. Существенное влияние на структуру и свойства TiC-аC:H покрытий оказывает величина ВЧ-потенциала. 3. Наилучшими механическими характеристиками обладают покрытия, осажденные при ВЧ-потенциале подложки в диапазоне 200÷500В. 4. Необходимы более детальные исследования покрытий, полученных в диапазоне ВЧ-потенциалов от 200В до 500В.
  11. 11. Спасибо за внимание!Спасибо за внимание!

×