ИЗУЧЕНИЕ ВАРИАЦИИ УСЛОВИЙ НАПЫЛЕНИЯ НА ИЗМЕНЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК MoCrN ПОКРЫТИЙ

Интерес к тонкопленочным защитным покрытиям на основе нитридных соединений молибдена и хрома обусловлен большими перспективами использования их в качестве износостойких антикоррозионных покрытий, обладающих высокой устойчивостью как внешним воздействиям в виде механического трения, давления, так и процессам коррозии, при воздействии агрессивных сред, наводораживании или высоких температур. Однако показатели устойчивости нитридных покрытий в первую очередь определяются условиями их получения, которые не в последнюю очередь зависят о мощности магнетронного напыления, вариация которой позволяет изменять соотношение элементов в составе покрытий. Ключевая цель проведенных исследований заключается в проведении измерений прочностных характеристик измеренных методом индентирования в зависимости от условий получения покрытий при вариации мощности напыления, а также установлению влияния вариации условий получения тонкопленочных покрытий на изменение твердости и факторов упрочнения. Согласно представленным данным изменение условий магнетронного напыления путем вариации мощности приводит к формированию более прочных устойчивых покрытий, обладающих высокой сопротивляемостью к растрескиванию при изменении внешней нагрузки.  В ходе проведенных исследований было определено, что изменение условий магнетронного напыления покрытий, приводящее к увеличению концентрации молибдена в составе покрытий, приводит к более чем 60–80% упрочнению, а также увеличению устойчивости к растрескиванию при внешних воздействиях.

1. Aissani L. et al. Magnetron sputtering of transition metal nitride thin films for environmental remediation // Coatings. – 2022. – Vol. 12. – No. 11. – P. 1746.

2. Medina L. Z. et al. Enhancing corrosion resistance, hardness, and crack resistance in magnetron sputtered high entropy CoCrFeMnNi coatings by adding carbon // Materials & Design. – 2021. – Vol. 205. – P. 109711.

3. Sathish M., Radhika N., Saleh B. Current Status, Challenges, and Future Prospects of Thin Film Coating Techniques and Coating Structures //Journal of Bio-and Tribo-Corrosion. – 2023. – Vol. 9. – No. 2. – P. 35.

4. Constantin D. G. et al. Magnetron sputtering technique used for coatings deposition; technologies and applications // 7th International Conference on Materials Science and Engineering. – 2011. – Vol. 12. – P. 29–33.

5. Rachbauer R., Holec D., Mayrhofer P. H. Increased thermal stability of Ti–Al–N thin films by Ta alloying // Surface and Coatings Technology. – 2012. – Vol. 211. – P. 98–103.

6. Jung M. J. et al. Deposition of Ti thin film using the magnetron sputtering method //Thin Solid Films. – 2003. – Vol. 435. – No. 1–2. – P. 145–149.

7. Safi I. Recent aspects concerning DC reactive magnetron sputtering of thin films: a review // Surface and Coatings Technology. – 2000. – Vol. 127. – No. 2–3. – P. 203–218.

8. Ru L. et al. Hydrophobic, anticorrosion, and frictional properties of F-DLC films prepared by magnetron sputtering // Vacuum. – 2023. – Vol. 217. – P. 112567.

9. Heidari E., Atapour M., Obeydavi A. The effect of Crcontent on the corrosion behavior of Ti0.5Mo0.5CoNiMnCrx high-entropy alloy thin films deposited by direct current magnetron sputtering // Journal of Alloys and Compounds. – 2024. – Vol. 976. – P. 173265.

10. Shi Z. et al. Improvement on corrosion resistance of sintered Nd-Fe-B with bilayer Al/Cr thin films // Journal of magnetism and magnetic materials. – 2023. – Vol. 565. – P. 170222.

11. Castro J. D. et al. Wettability and corrosion resistance of zirconium nitride films obtained via reactive high-power impulse magnetron sputtering // Journal of Vacuum Science & Technology A. – 2023. – Vol. 41. – No. 2. – P. 1–10.

12. Zhang X. et al. Microstructure, mechanical and corrosion behavior of CrNx/Al2O3 multilayer films deposited by magnetron sputtering // Materials Today Communications. – 2024. – P. 108976.

13. Shi X. et al. Anti-corrosive yet color-tunable AlN/Si multilayer hard coatings on 304 stainless steel by magnetron sputtering // Ceramics International. – 2024. – Vol. 50. – No. 1. – P. 1166–1178.

14. Ghantasala S. B., Sharma S. Magnetron sputtered thin films based on transition metal nitride: structure and properties // Physica Status Solidi (a). – 2023. – Vol. 220. – No. 2. – P. 2200229.

15. Баймолданова Л. С. и др. Краткий обзор способов получения покрытий TiSiCN и метода реактивноплазменного напыления // Вестник НЯЦ РК. – 2024. – № 1. – С. 13–23. https://doi.org/10.52676/1729-7885-2024-1-13-23

16. Postolnyi B. O. et al. Multilayer design of CrN/MoN protective coatings for enhanced hardness and toughness // Journal of Alloys and Compounds. – 2017. – Vol. 725. – P. 1188–1198.

17. Klimashin F. F. et al. The impact of nitrogen content and vacancies on structure and mechanical properties of Mo-N thin films // Journal of Applied Physics. – 2016. – Vol. 120. – No. 18. – P. 1–10.