No/VOL: 07a/2012 Page no. 315
Authors: Aleksander Pogrebnjak , Ahmad Mahmood , Artem Demianenko , Vyacheslav Baidak , Vyacheslav Beresnev , Andrii Shypylenko , Vladimir Grudnitskii , Pavel Zhukovski :
Title: Fizyczne i mechaniczne właściwości, wpływ wygrzewania w próżni i w powietrzu na nanorozmiarowe ziarna w twardych i supertwardych powłokach Zr-Ti-Si-N
Abstract: Powłoki Zr-Ti-Si-N posiadają wysoką stabilność termiczną składu fazowego i zachowują stan strukturalny w temperaturach wygrzewania poniżej 1180oC w próżni i 830oC w powietrzu. Opisany został wpływ wygrzewania izochronicznego na skład fazowy, budowę i stan naprężeń powłok Zr-Ti-Si-N- nanoszonych jonowo (powłok nanokompozytowych). W próżni, w temperaturach wygrzewania poniżej 1000oC, zmiany składu fazowego są określone poprzez pojawianie się krystalitów azotku krzemu (B-Si3N4) o heksagonalnej sieci krystalicznej oraz przez tworzenie krystalitów tlenku ZrO2. Tworzenie tych ostatnich nie powodowało rozpadu roztworu stałego (ZrTi)N, jednakże zwiększyło w nim zawartość składnika Ti. Wygrzewania próżniowe zwiększyło rozmiary nanokrystalitów roztworu od 12 do 15 i wytworzonej powłoki do 25 nm po osiągnięciu temperatury wygrzewania 1180oC. Możliwe było także odnalezienie makro- i mikrorelaksacji, którym towarzyszyło tworzenie defektów o wartości osiągającej 15,5 obj.%. Poniżej temperatury wygrzewania 530oC w próżni lub w powietrzu twardość powłoki nanokompozytowej wzrastała. Przy wzroście koncentracji Ti oraz Si powstają trzy fazy nc-ZrN, (Zr, Ti)N-nc oraz α-Si3N4 a średnia twardość wzrastała do 40,8±4GPa. Wygrzewanie do 500oC zwiększyło twardość i wykazało niższy rozrzut wartości H=(48±6) GPa oraz E=(456±78)GPa.
Key words: wygrzewanie, nanokompozyty, Zr-Ti-Si-N, twardość, nanoziarno, supertwardy.