Вплив параметрів магнетронного розпорошення на механічні та трибологічні властивості покриттів з нітриду Карбону
Н. В. Вігілянська$^{1}$, О. В. Волос$^{1}$, В. Г. Задоя$^{1}$, В. Ф. Горбань$^{2}$, В. І. Закієв$^{3}$
$^{1}$Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, вул. Казимира Малевича, 11, 03150 Київ, Україна
$^{2}$Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, вул. Омеляна Пріцака, 3, 03142 Київ, Україна
$^{3}$Національний авіаційний університет, просп. Любомира Гузара, 1, 03058 Київ, Україна
Отримано: 6.02.2023; остаточний варіант - 28.02.2023. Завантажити: PDF
Дану роботу присвячено дослідженню механічних і трибологічних властивостей покриттів нітриду Карбону CN$_{x}$, нанесених на основи з титану IM125 і криці AISI321 методом реактивного магнетронного розпорошення графітової мішені на постійному струмі в суміші газів арґон/азот. Показано, що за тиску $p$ = 0,35 Па, концентрації азоту в суміші газів $C$ = 42-58%, температурі основи $T_{основи}$ = 130°C одержано найбільші значення твердости $H$ = 15/20 ГПа, модуля пружности $E^{*}$ = 120-132 ГПа, нормованої твердости $H/E^{*}$ = 0,130-0,152, пружньої деформації $\varepsilon_{es}$ = 4,03-4,6%, що свідчить про підвищену пластичність і зносостійкість покриття за тертя. Випробування зносостійкости, проведені в умовах сухого тертя методами куля-диск і куля-шліф, показали, що підвищену зносостійкість виявлено у покриття CN$_{x}$ з найвищим карбоновим упорядкуванням, що підтверджується високими значеннями нормалізованої твердости $H/E^{*}$ і показником пружньої деформації $\varepsilon_{es}$. У дослідженні в плазмі крові зразків титану ІМ125 з покриттям CN$_{x}$ у парі тертя з хіруленом встановлено низькі значення коефіцієнта тертя й інтенсивности зношування хірулена, які дорівнювали 0,079 і 0,65 мм/км відповідно.
Ключові слова: реактивне магнетронне розпорошення, покриття нітридом Карбону, мікроіндентування, трибологічні властивості, графітова мішень, біомедична сумісність.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i05/0603.html
PACS: 46.55.+d, 62.20.Qp, 68.60.Bs, 81.15.Cd, 81.40.Pq, 87.85.jj