Випуски МФіНТ »  Том 47, випуск 10

Дослідження властивостей багатошарових нітридних покриттів CrN/NbN з використанням параметрів акустичної емісії. Ч. 2. Багатошарові покриття CrN/NbN з двошаровою товщиною у 67 нм

І. В. Сердюк$^{1}$, С. І. Петрушенко$^{2,3}$, В. О. Столбовий$^{1,4}$, М. Фіалковський$^{3}$

$^{1}$Національний науковий центр Харківський фізико-технічний інститут НАН України, вул. Академічна, 1, 61108 Харків, Україна
$^{2}$Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, майдан Свободи, 4, 61022 Харків, Україна
$^{3}$Технічний університет Ліберця, вул. Студентська 1402/2, 46117 Ліберець 1, Чехія
$^{4}$Харківський національний автомобільно-дорожній університет, вул. Ярослава Мудрого, 25, 61002 Харків, Україна

Отримано: 27.05.2025; остаточний варіант - 10.10.2025. Завантажити: PDF

Дослідження властивостей вакуумно-дугових багатошарових нітридних CrN/NbN-покриттів, що складаються з 270 шарів із товщиною бішару у 67 нм, було проведено із використанням параметрів акустичної емісії. Дослідження проводилися під час скретч-тестування за рахунок оцінювання параметрів акустичної емісії та візуального обстеження подряпин за допомогою мікроскопії. Для порівняння властивостей багатошарових CrN/NbN-покриттів, одержаних за різних технологічних параметрів осадження (за постійної неґативної напруги на підкладинці у −70–−200 В, тиску азоту у вакуумній камері у 0,08–0,27 Па), було застосовано методи статистичної аналізи випадкової величини акустичної емісії. Для кожного багатошарового покриття було визначено максимальну амплітуду імпульсу, середнє значення, медіяну, моду, кількість імпульсів і суму амплітуд усіх імпульсів. Досліджувані параметри оцінювалися по чотирьох подряпинах для кожного багатошарового покриття. Встановлено вплив технологічних параметрів осадження на деформаційні процеси, що відбуваються в структурі багатошарових CrN/NbN-покриттів, що складається з 270 шарів із товщиною бішару у 67 нм, під час скретч-тестування.

Ключові слова: багатошарові покриття, вакуумно-дугове осадження, акустична емісія, деформація, методи статистичної аналізи даних, крихкість покриття.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i10/1043.html

PACS: 43.35.Zc, 43.40.Le, 68.35.Iv, 68.60.Bs, 68.65.Ac, 81.15.-z, 81.70.Cv

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. A. E. Lord and W. Mason, Phys. Acoustic, 11: 289 (1975).
  2. M. V. Kravtsov, O. V. Lyashenko, and A. P. Onanko, Funct. Mater., 11, No. 2: 353 (2004).
  3. O. V. Lyashenko and V. P. Veleshchuk, Ukr. J. Phys., 48, No. 9: 981 (2003) (in Ukrainian).
  4. O. V. Gusev, Akusticheskaya Emissiya pri Deformatsii Monokristallov Tugoplavkikh Metallov [Acoustic Emission During Deformation of Single Crystals of Refractory Metals] (Moskva: Nauka: 1982).
  5. O. I. Vlasenko, M. P. Kyseliuk, V. P. Veleshchuk, Z. K. Vlasenko, I. O. Lyashenko, and O. V. Lyashenko, Optoelectronics and Semiconductor Technique, 49: 5 (2014) (in Ukrainian).
  6. V. M. Perga, Novi Metody Doslidzhennya Fizychnykh Vlastyvostei Tverdykh Til. Akustychna Emisiya. Chastyny 1 i 2 [New Methods of Studying the Physical Properties of Solid Bodies. Acoustic Emission. Parts 1 and 2] (Kyiv: 1991).
  7. V. P. Babak and S. F. Filonenko, Advances in Aerospace Technology, 1, No. 1: 54 (1998) (in Ukrainian).
  8. V. I. Artiukhov, K. B. Vakar, and V. I. Makarov, Akusticheskaya Emissiya i Yeyo Primenenie dlya Nerazrushayushchego Kontrolya v Yadernoi Ehnergetike [Acoustic Emission and its Application for Non-Destructive Testing in Nuclear] (Moskva: Atomizdat: 1980).
  9. V. A. Kalitenko, V. M. Perga, and I. N. Salivonov, Phys. Solid State, 22, No. 6: 1838 (1980).
  10. DSTU 2374-94, Rozrakhunky na Mitsnist ta Vyprobuvannya Tekhnichnykh Vyrobiv. Akustychna Emisiya [Strength Calculations and Testing of Technical Products. Acoustic Emission] (Kyiv: Derzhstandart Ukrainy: 1994) (in Ukrainian).
  11. A. Yu. Vinogradov and D. L. Merson, Low Temp. Phys., 44, No. 9: 1186 (2018).
  12. A. M. Leskovskyi and Sh. Sh. Azimov, Tech. Phys. Lett., 10, No. 5: 307 (1997).
  13. G. I. Prokopenko, T. V. Golub, O. N. Kashevskaia, B. N. Mordyuk, N. A. Efymov, and V. G. Bezkorovainyi, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 28, No. 2: 151 (2006).
  14. L. V. Tikhonov and G. I. Prokopenko, Tech. Diagnostics and Non-Destructive Testing, 8: 73 (1991).
  15. P. I. Stoev, I. I. Papirov, and V. I. Moschenok, Probl. Atom. Sci. Tech., 1: 15 (2006).
  16. V. A. Kalitenko, I. Ya. Kucherov, V. M. Perga, and V. A. Tkhoryk, Phys. Solid State, 30, No. 12: 3677 (1988).
  17. B. Polyzos, E. Douka, and A. Trochidis, J. Appl. Phys., 89: 2124 (2001).
  18. A. Sendrowicz, A. O. Myhre, A. V. Danyuk, and A. Vinogradov, Mater. Sci. Eng. A, 856: 143969 (2022).
  19. A. M. Kosevich and V. S. Boyko, Physics-Uspekhi, 104: 201 (1971).
  20. A. M. Kosevich, Ukr. J. Phys., 84: 579 (1964).
  21. J. D. Eshelby, Proc. Roy. Soc., 260: 222 (1962).
  22. A. Trochidis and B. Polyzos, J. Mech. Phys. Solids, 42: 1933 (1994).
  23. D. G. Eitzen and H. N. G. Wadley, J. Res. Natl. Bur. Stand., 89: 75 (1984).
  24. N. Kiesewetter and P. Schiller, Scr. Met., 8: 249 (1974).
  25. A. Trochidis and B. Polyzos, J. Appl. Phys., 78: 170 (1995).
  26. A. M. Kosevich, Zh. Eksp. Teor. Fiz, 42: 152 (1962).
  27. V. R. Skalskyi, Yu. Ya. Matviiv, and O. G. Simakovych, Physicochemical Mechanicals of Materials, 48, No. 6: 76 (2012).
  28. Yu. B. Drobot and V. V. Korchevsky, Flaw Detection, 6: 38 (1985).
  29. R. M. Fisher and L. S. Lally, Canad. J. Phys., 45: 1147 (1967).
  30. J. R. Frederick and D. K. Felbeck, Acoustic Emission (Baltimore: ASTM STP: 1972).
  31. T. Imanaka and K. Sano, Crystal Lattice Defects, 4: 57 (1973).
  32. V. S. Boyko, V. F. Kivshik, and L. F. Krivenko, Zh. Eksp. Teor. Fiz, 78: 797 (1980).
  33. C. B. Scruby and H. N. G. Wadley, Met. Science, 15: 599 (1981).
  34. D. Rouby and P. Fleischmann, Internal Friction and Ultrasonic Attenuation Solids (1977), p. 811.
  35. D. R. James and S. N. Carpenter, J. Appl. Phys., 42: 4685 (1971).
  36. F. P. Higgins and S. N. Carpenter, Acta Metallurg., 26: 133 (1978).
  37. N. H. Faisal, R. Ahmed, and R. L. Reuben, Int. Mat. Rev., 56, No. 2: 98 (2011).
  38. S. Yamamoto and H. Ichimura, J. Mater. Res., 7: 2240 (1992).
  39. R. K. Choudhary and P. Mishra, J. of Mater. Eng. and Perform., 25: 2454 (2016).
  40. M. A. Hassan, A. R. Bushroa, and Reza Mahmoodian, Surf. Coat. Tech., 277: 216 (2015).
  41. Kaoru Ikenaga, Akira Yanagida, and Akira Azushima, J. of Solid Mechanics and Materials Engineering, 3, No. 2: 347 (2009).
  42. J. Tomastik, R. Ctvrtlik, P. Bohac, M. Drab, V. Koula, K. Cvrk, and L. Jastrabik, Key Eng. Mater., 662: 119 (2015).
  43. B. Warcholiński, A. Gilewicz, Z. Kukliński, and P. Myśliński, Vacuum, 83, No. 4: 715 (2008).
  44. Nicholas X. Randall, Surf. Coat. Tech., 380: 125092 (2019).
  45. J. Tomastik, R. Ctvrtlik, M. Drab, and J. Manak, Coatings, 8, No. 5: 196 (2018).
  46. E. Hamzah, M. Ali, and M. R. HJ. Mohd Toff, Surf. Rev. Lett., 13, No. 6: 763 (2006).
  47. H. Jensen, U. M. Jensen, and G. Sorensen, Surf. Coat. Tech., 74−75: 297 (1995).
  48. P. Drobný, D. Mercier, V. Koula, S. I. Škrobáková, L. Čaplovič, and M. Sahul, Coatings, 11, No. 8: 919 (2021).
  49. Tian-Shun Dong, Ran Wang, Guo-Lu Li, and Liu Ming, High Temp. Mater. Proc., 38: 601 (2019).
  50. T. Z. Kattamis, F. Chang, and M. Levy, Surf. Coat. Tech., 43−44, No. 1: 390 (1990).
  51. I. V. Serdiuk, S. I. Petrushenko, V. O. Stolbovyi, and M. Fijalkowski, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 46, No. 1: 23 (2024).
  52. V. P. Rudenko, V. O. Stolbovoy, I. V. Serdiuk, and K. G. Kartmazov, East.-Eur. J. Enterp. Tech., 48, No. 6/1: 66 (2010).

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 1979 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»