Nghiên cứu chế tạo màng mỏng chống mài mòn TiZrN bằng phương pháp phún xạ phản ứng magnetron RF
137 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.VITTEP.2022.72-78Từ khóa:
Phún xạ magnetron rf; Màng TiZrN; Độ cứng; Hệ số ma sát; Thể tích mài mòn.Tóm tắt
Các lớp phủ chống mài mòn đa chất dựa trên màng TiN có tiềm năng ứng dụng trong các ngành cơ khí và lĩnh vực quốc phòng. Trong nghiên cứu này, chúng tôi thực hiện chế tạo màng TixZr1-xN bằng phương pháp phún xạ phản ứng magnetron rf trên các đế Titan (VT1-0), nghiên cứu sự ảnh hưởng của nồng độ khí N2 trong hỗn hợp khí N2/Ar đến các tính chất cơ học và tính ma sát của màng, cụ thể là độ cứng vi mô bằng phương pháp Knoop; hệ số ma sát, thể tích mài mòn bằng phương pháp mài mòn; độ dày của màng bằng phương pháp giao thoa ánh sáng. Kết quả cho thấy, ở nồng độ khí N2 trong hỗn hợp khí N2/Ar 6-8% đảm bảo hình thành màng có độ dày đồng đều với độ cứng vi mô lên đến 25,69 GPa, hệ số ma sát thấp hơn 0,15 và thể tích mài mòn thấp hơn 10-7 mm3. Nghiên cứu đã chứng minh được rằng, việc bổ sung thêm thành phần nguyên tố Zr vào màng TiN giúp cải thiện các tính chất của màng mỏng.
Tài liệu tham khảo
[1]. Голосов Д.А. и др., “Физико-механические и триботехнические характеристики пленок нитрида титана-алюминия”, 13-я Международная конференция “Взаимодействие излучений с твердым телом”, cекция 3: Модификация свойств материалов, c. 235-238, (2019).
[2]. Cui-feng Wang, Shin-fu Ou, Shi-yung Chiou, “Microstructures of TiN, TiAlN and TiAlVN coatings on AISI M2 steel deposited by magnetron reactive sputtering”, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, Vol. 24, pp. 2559-2565, (2014). DOI: https://doi.org/10.1016/S1003-6326(14)63383-5
[3]. Kawate M. et al., “Oxidation resistance of Cr1-xAlxN and Ti1-xAlxN films”, Surf. Coat. Technol., Vol.165 (2), pp. 163-167, (2003). DOI: https://doi.org/10.1016/S0257-8972(02)00473-5
[4]. Yu-Wei Lin et al., “Structure and Properties of Nanocrystalline (TiZr)xN1−x Thin Films Deposited by DC Unbalanced Magnetron Sputtering”, Journal of Nanomaterials, Vol. 2016, pp. 354-366, (2016). DOI: https://doi.org/10.1155/2016/2982184
[5]. Zhirkov I. et al., “Effect of Cathode Composition and Nitrogen Pressure on Macroparticle Generation and Type of Arc Discharge in a DC Arc Source with Ti-Al Compound Cathodes”, Surface & Coatings Technology, Vol.281, pp.20 -26. DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2015.09.030
[6]. Hui-Wen Chang et al., “Nitride Films Deposited from an Equimolar Al–Cr–Mo–Si–Ti Alloy Target by Reactive Direct Current Magnetron Sputtering”, Thin Solid Films, Vol. 516, pp. 6402 – 6408, (2008). DOI: https://doi.org/10.1016/j.tsf.2008.01.019
[7]. Голосов Д.А. и др., “Влияние степени легирования алюминием на механические и триботехнические характеристики пленок нитрида титана алюминия”, Трение и износ, Том 41, № 4, c. 420 - 426, (2020). DOI: https://doi.org/10.32864/0202-4977-2020-41-4-420-426
[8]. Лам Н. Н. и др., “Формирование защитных покрытий на титане методом импульсного реактивного магнетронного распыления”, Международная юбилейная научно-практическая конференция, посвященная 90-летию со дня образования Гомельского Государственного университета имени Франциска Скорины (Гомель, 19–20 ноября 2020 г.): материалы: в 3 ч. Ч. 3 редкол.: С. А. Хахомов (гл. ред.) [и др.], Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, с. 134 - 138, (2020).
