Формирование структуры MAX-фазы в покрытии и объемном материале Ti–Al–N при высокотемпературном отжиге в вакууме

Abstract

Проведено сравнительное исследование структурно-фазового состояния систем Ti–Al–N, полу- ченных в виде покрытия и объемного материала. Для характеристики структуры использованы ме- тоды рентгеновской дифракции, энергодисперсионной спектроскопии (ЭДС) и спектроскопии ком- бинационного рассеяния (КР). Применение ЭДС и КР позволило верифицировать данные рентгенов- ской дифракции о фазовом составе образцов, что особенно актуально при исследовании многофаз- ных Ti–Al–N-покрытий, а также выявить особенности поверхностной микроструктуры покрытия. Покрытие Ti–Al–N получено методом химического осаждения Ti и Al в атмосфере N2 на Ti-под- ложке с последующим отжигом в вакууме при 700, 800, 900 и 1000 ºС. Объемный образец Ti–Al–N получен реакционным спеканием порошков Ti, Al, TiN в вакууме при 1200 и 1300 ºС. Ti2AlN МАХ-фаза появляется в покрытии при более низкой температуре, чем в объемном образце, и отличается меньшей термической устойчивостью. Покрытие Ti–Al–N отличается большей многофазностью, в нем после отжига в вакууме при 900 ºС регистрируются фазы Ti2AlN, Ti4AlN3, TiN, Ti2N, AlN. Раз- рушение структуры МАХ-фазы происходит при 1000 ºС. В объемном образце после отжига в вакуу- ме при 1300 ºС основной является фаза Ti2AlN с небольшой примесью TiN и TiAl, разрушение Ti2AlN МАХ-фазы происходит при 1400 ºС.