Влияние параметров осаждения на структуру и физико-механические свойства многослойных наноструктурных покрытий MoN/CrN

Abstract

Получены многослойные наноструктурные покрытия из чередующихся слоев MoN и CrN с помощью вакуумно-дугового испарения катода. Изменялись толщины бислоев исследуемых покрытий от микронного (2.26 мкм) до нанометрового (38-44 нм) диапазона, условия осаждения - потенциал на подложках от -20 В до -300 В и давление в камере. Структурно-фазовый анализ показал хорошее качество покрытий, с четко разделенными слоями CrN и MoN. Обнаружено преимущественное формирование мононитрида CrN и Mo2N с кубической решеткой типа NaCl. В покрытиях с нанометровой толщиной бислоев размер нанозерен составляет 12 нм, при микродеформации нанокристаллитов Δε ≈ 0.5-0.6. Уменьшение толщины бислоев до 36-41 нм приводит к формированию покрытий с высокой твердостью 38-42 ГПа, и высоким сопротивлением износу = Multilayer nanostructured coatings from alternating layers of MoN and CrN were obtained by vacuum-arc evaporation of the cathode. The bilayers thicknesses of the investigated coatings varied from a micron (2.26 μm) to a nanometer (38-44 nm) range with varied deposition conditions, as bias potential (from -20 V to -300 V) and pressure in the chamber. Structural-phase analysis showed a good quality of coatings, with clearly separated layers of CrN and MoN with basic formation of CrN and Mo2N mononitride with a cubic lattice (type NaCl). In coatings with a nanometer-scale bilayer period, the nanograin size is above 12 nm, with microdeformation of nanocrystallites Δε ≈ 0.5-0.6. When the thickness of the bilayer is reduced to 36-41 nm, coatings with high hardness 38-42 GPa, and high wear resistance are formed