Перегляд за Автор "Береснев, В.М."

Зараз показуємо 1 - 11 з 11

Адгезионная прочность нанокомпозитных покрытий Zr-Ti-Si-N, полученных вакуумно-дуговым методом
(Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України, 2010) Береснев, В.М.; Турбин, П.В.; Ковалева, М.Г.; Колесников, Д.А.; Маликов, Л.В.; Грудницкий, В.В.; Стадник, Ю.С.; Букальцева, Ю.С.
Проведен сравнительный анализ механических характеристик покрытий TiN, Zr-Ti-Si-N, полученных вакуумно-дуговым методом с использованием ВЧ напряжения (импульсный режим). Показано, что совокупность различных параметров таких, как акустическая эмиссии, коэффициент трения, глубина проникновения индентора, величина нормальной нагрузки позволяет определить пороговое значение критической нагрузки, приводящее к различным типам разрушения (адгезионного и когезионного) покрытий. Проведено порівняльний аналіз механічних характеристик покриттів TiN, Zr-Ti-Si-N, отриманих вакуумно-дуговим методом з використанням ВЧ напруги (імпульсний режим). Показано, що сукупність різних параметрів таких, як акустична емісії, коефіцієнт тертя, глибина проникнення індентора, величина нормального навантаження дозволяє визначити граничне значення критичного навантаження, що призводять до різних типів руйнування (адгезійного та когезійного) покриттів. A comparative analysis of the mechanical characteristics of coatings TiN, Zr-Ti-Si-N, obtained by vacuum-arc method using HF voltage (pulse mode). Shown that the combination of different parameters such as acoustic emission, friction coefficient, penetration depth of the indenter, the value of the normal load to determine the threshold values of critical load, leading to different types of destruction (adhesive and cohesive) coatings.
Влияние механизмов сегрегации на смещение границ раздела и стабильность сверхтвердых нанокомпозитов Zr-Ti-Si-N
(Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України, 2009) Погребняк, А.Д.; Соболь, О.В.; Береснев, В.М.; Турбин, П.В.; Толмачева, Г.Н.; Махмудов, Н.А.; Шипиленко, А.П.; Каверин, М.В.; Пшик, А.В.; Фурсова, Е.В.
Впервые с помощью вакуумно-дугового осаждения в ВЧ разряде были получены сверхтвердые наноструктурные покрытия с Н (твердостью) ≥55,3 ГПа. Проведен анализ влияния высокотемпературного отжига в вакууме 1180 С и воздушной среде 800 С на фазовый состав, структуру и напряженное состояние ионно-плазменных покрытий Zr-Ti-Si-N. Высокотемпературный отжиг при температуре ≥1180 С приводит к усилению сегрегационных процессов, протекающих по спинодальному механизму на границах нанозерен. В результате формируется модулированная структура с периодически изменяющейся концентрацией объемных фаз nc-ZrN; nc-(Zr, Ti)N и -Si3N4. Рассмотрено два режима осаждения покрытий. Определяющим субструктурные характеристики нанокристаллитов (Zr, Ti)N твердого раствора в температурном интервале 25 1180 С является процесс увеличения размера зерна от 12 до 25 нм, при незначительном понижении микродеформации решетки. Вперше за допомогою вакуумно-дугового осадження у ВЧ розряді були отримані надтверді наноструктурні покриття з Н (твердістю) ≥55,3 ГПа. Проведений аналіз впливу високотемпературного відпалювання у вакуумі 1180 С і повітряному середовищі 800 С на фазовий склад, структуру і напружений стан іонно-плазмових покриттів Zr-Ti-Si-N. Високотемпературне відпалювання при температурі ≥1180 С призводить до посилення процесів сегрегації, що протікають за спінодальним механізмом на межах нанозерен. У результаті формується модульована структура з концентрацією об’ємних фаз nc-ZrN, що періодично змінюється; nc-(Zr, Ti)N і -Si3N4. Розглянуто два режими осадження покриттів. Визначальним для субструктурних характеристик нанокристалітів (Zr, Ti)N твердого розчину в температурному інтервалі 25 1180 С є процес збільшення розміру зерна від 12 до 25 нм, при незначному зниженні мікродеформації гратки. The paper reports results of studies concerning structure, phase composition, and physical-mechanical properties of nanocomposite superhard coatings ZrN and Zr-Ti-Si-N with varying Ti and Si concentrations. The coatings were fabricated using vacuum-arc method, according to a standard scheme, under direct current, and with HF (High Frequency Discharge). Zr target sputtering in nitrogen atmosphere resulted in formation of zirconium nitride coatings. Zr-Ti-Si-N coating had high thermal stability of phase composition and remained structure state under thermal annealing temperatures reached 1180 С in vacuum and 800 С in air. Effect of isochronous annealing on phase composition, structure, and stress state of Zr-Ti-Si-N ion-plasma deposited coatings (nanocomposite coatings) was reported. Vacuum annealing increased sizes of solid solution nanocrystallites from (12 to 15) in as-deposited coatings to 25 nm after annealing temperature reached 1180 С. One could also find macro- and microrelaxations, which were accompanied by formation of deformation defects, which values reached 15,5 vol.%. Under 530 С annealing in vacuum or in air, nanocomposite coating hardness increased, demonstrating, however, high spread in values from 29 to 54 GPa (first series of samples). When Ti and Si concentration increased (second series) and three phases nc-ZrN, (Zr, Ti)N-nc, and -Si3N4 were formed, average hardness increased to 40,8 ± 4 GPa, (second series of samples). Annealing to 500 С increased hardness and demonstrated lower spread in values H = 48 ± 6 GPa and E = (456 ± 78) GPa.
Исследование механических и коррозионных характеристик нанокомпозитных комбинированных покрытий Ti-Cr-N/Ni-Cr-Fe-Si-B
(Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина, 2010) Дробышевская, А.А.; Береснев, В.М.; Погребняк, А.Д.
В статье представлены результаты исследования механических свойств и стойкости к коррозии Ti-Cr-N /Ni-Cr-Fe-Si-B покрытий, полученных комбинацией вакуумно-дугового осаждения и плазменно-детонационной технологии. Для анализа механических свойств были проведены испытания твердости методом наноиндентирования, а также тесты на износ, коррозионную стойкость в разных средах и адгезию. Показано уменьшение износа при трении цилиндра по плоскости почти на порядок, повышение твердости и коррозионной стойкости в агрессивной среде. In the article the results of investigation of mechanical properties and corrosion resistance of Ti-Cr-N/Ni-Cr-Fe-Si-B coatings obtained by combination of vacuum-arc deposition and plasma-detonation technology are presented. For analysis of mechanical properties the tests of hardness by a method nanoindentation, and also tests for wearing, corrosion stability in different mediums and adhesion were carried out. Reducing of wear is shown at friction of cylinder on a plane almost on the order, increase of hardness and corrosion stability in a hostile environment. В статті надаються результати дослідження механічних властивостей і корозійної стійкості Ti-Cr-N/Ni-Cr-Fe-Si-B покриттів, отриманих комбінацією вакуумно-дугового осадження і плазмово-детонаційної технології. Для аналізу механічних властивостей були проведені виміри твердості методом наноіндентації, а також тести на знос, корозійну стійкість у різних середовищах і адгезію. Показано зменшення зносу при терті циліндра по площині майже на порядок, підвищення твердості та корозійної стійкості в агресивному середовищі.
Наноматериалы, нанопокрытия, нанотехнологии
(Х. : ХНУ им. В.Н. Каразина, 2009) Азаренков, Н.А.; Береснев, В.М.; Погребняк, А.Д.; Маликов, Л.В.; Турбин П.В.
Особенности применения рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии для определения толщины ультратонких пленок
(Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України, 2010) Стервоедов, А.Н.; Береснев, В.М.; Сергеева, Н.В.
В работе на примере измерения параметров ультратонких (3 – 5 нм) TiNx пленок показана возможность использования рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии для определения толщины и сплошности пленок наноразмерной толщины. Пленки TiNx были получены на кремнии методом слаботочного ионно-лучевого распыления титановой мишени в атмосфере азота. Показаны преимущества метода РФЭС по сравнению с другими распространенными методами исследования поверхности твердого тела, описана методика измерения толщины ультратонких пленок. У роботі на прикладі вимірювання параметрів ультратонких (3 – 5 нм) TiNx плівок показана можливість використання рентгенівської фотоелектронної спектроскопії для визначення товщини і суцільності плівок нанорозмірної товщини. Плівки TiNx були отримані на кремнії методом слаботочного іонно-променевого розпилення титанової мішені в атмосфері азоту. Показано переваги методу РФЕС в порівнянні з іншими поширеними методами дослідження поверхні твердого тіла, описана методика вимірювання товщини ультратонких плівок. In the current paper, the example of measuring the parameters of ultrathin (3 – 5 nm) TiNx films demonstrates the possibility of using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) for determination the thickness and continuity of the films of nanoscale thickness. TiNx films were obtained on silicon by the low-current ion-beam sputtering of titanium target in a nitrogen atmosphere. The advantages of XPS method in comparison with other common methods of solid surface analysis are shown. The method of measuring the thickness of ultrathin films by XPS was described in details.
Особенности структуры и свойств твердых Ti-Al-N и сверхтвердых Ti-Si-N нанокомпозитных покрытий, осажденных PVD в ВЧ разряде
(Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України, 2008) Погребняк, А.Д.; Береснев, В.М.; Ильяшенко, М.В.; Проценко, С.И.; Дуб, С.Н.; Турбин, П.В.; Кирик, Г.В.; Шипиленко, А.П.; Кылышканов, М.К.; Грищенко, В.И.
Впервые с помощью различных методов (Резерфордовского обратного рассеяния ионов (RBS), сканирующей туннельной микроскопии (STM), растровой электронной микроскопии с микроанализом (SEM c EDS), дифракции рентгеновских лучей (XRD) включая скользящий пучок, измерения нанотвердости (Н), модуля упругости (Е)) проведены исследования нанокомпозитных покрытий на основе Ti-Al-N и Ti-Si-N, конденсированные в вакууме, ионноплазменным осаждением с ВЧ разрядом. Обнаружено то, что модуль упругости Е уменьшается от 420 ГПа до 323 ГПа при увеличении глубины вдавливания наноиндентора, а твердость Н изменяется с увеличением через максимум от 32,3 до 38,3 ГПа с последующим понижением до 30,3 ГПа, в случае твердого покрытия Ti-Al-N. В тоже время, зависимость твердости от нагрузки сверхтвердого покрытия Ti-Si-N уменьшается до 38,4 ГПа с увеличением глубины проникновения индентора, при уменьшении среднего значения модуля упругости от 447,5 до 363±17 ГПа. Строение нанокомпозитных твердых и сверхтвердых покрытий имеет свои особенности и зависит от состояния подложки, условий конденсации, состава фаз и размера их зерен. За допомогою різних методів (Резерфордівського зворотного розсіяння іонів (RBS), скануючої тунельної мікроскопії (STM), растрової електронної мікроскопії з мікроаналізом (SEM з EDS), дифракцію рентгенівських променів (XRD) включаючи ковзаючий пучок, вимірювання нанотвердості (Н), модуля пружності (Е)) досліджені нанокомпозитні покриття на основі Ti-Al-N і Ti-Si-N конденсовані у вакуумі, іонно-плазмовим осадженням з ВЧ розрядом. Виявлено, що модуль пружності Е зменшується від 420 ГПа до 323 ГПа при збільшенні глибини втискування наноіндентора, а твердість Н змінюється із збільшенням через максимум від 32,3 до 38,3 ГПа з подальшим пониженням до 30,3 ГПа, у разі твердого покриття Ti-Al-N. Разом з тим, залежність твердості від навантаження надтвердого покриття Ti-Si-N зменшується до 38,4 ГПа зі збільшенням глибини проникнення індентора, при зменшенні середнього значення модуля пружності від 447,5 до 363 ± 17 ГПа. Будова нанокомпозитних твердих і надтвердих покриттів має свої особливості і залежить від стану підкладки, умов конденсації, складу фаз та їх розміру зерен. For the first time, using the Rutherford Back-Scattering of Ions (RBS), scanning tunneling microscopy (STM), scanning electron microscopy with microanalysis (SEM with EDS), a diffraction of X-rays (XRD) including a sliding beam techniques, measurements of nanohardness (H), an elastic modulus (E) and values of elastic recreation (We), material resistance to a plastic deformation and a plasticity index, nanocomposite coatings on Ti-Al-N and Ti-Si-N basis, which were condensed in a vacuum using an ion-plasma deposition with the HF discharge were investigated. We found that the elastic modulus E decreased from 420 GPa to 323 with increasing indentation depth, the hardness H changed from 32.3 to 38.3 GPa first growing through its maximum and subsequently decreasing to 30.3 GPa for a hard coating Ti-Al-N. At the same time, hardness dependence on a load for a superhard Ti-Si-N coating decreased to 38.4 with increasing indentation depth under decreasing average value of the elastic modulus from 447.5 to 363 ± 17 GPa. A construction of nanocomposite hard and superhard coatings has its features and depends on a state of a substrate, conditions of a condensation, phase composition and grain dimensions.
Пограничное газовыделение в тонкопленочной системе под действием протонного облучения и возможности его применения
(Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України, 2010) Борисенко, Ю.Н.; Береснев, В.М.; Литовченко, С.В.; Шевцов, А.Б.
Исследовано влияние облучения протонами на газовыделение в тонкоплёночной системе. Установлено, что протонное облучение инициирует образование на границе раздела плёнка-подложка мелких сферических образований, размеры которых возрастают с ростом дозы. Это объясняется выходом на границу раздела внедрённого в подложку водорода. В ходе статистической обработки микроинтерферограмм поверхности плёнки проведен расчёт силовой и энергетической характеристик адгезии плёнок к подложкам, а также получено уравнение кинетики роста пузыря на границе раздела и проделана оценка газокинетических характеристик. Досліджено вплив опромінення протонами на газовиділення в тонкоплівковій системі. З’ясовано, що протонне опромінення ініціює утворення на границі розподілу плівка-підкладинка дрібних сферичних утворень, розміри яких зростають зі зростанням дози. Це пояснюється виходом на границю розподілу водню, прониклого в підкладинку. Статистична обробка мікро- інтерферограм поверхні плівки дозволила розрахувати силову та енергетичну характеристики адгезії плівок до підкладинок, а також отримати рівняння кінетики росту пузиря на границі розподілу та зробити оцінку газокінетичних характеристик. The processes of the stimulated gas release and gas blister growth are investigated at an interface of thin-film systems. The relationship of these processes to the adhesion of a system is established. A method to determine the adhesion and to compute the adhesion characteristics in the film-substrate system is described. Using the results of this study carried out a series of practical approaches is proposed to measure the adhesion of thin films to substrates with the method of stimulated gas release.
РФЭС исследование наноразмерных пленок TiNxOy, полученных методом ионно-лучевого распыления
(Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина, 2010) Стервоедов, А.Н.; Береснев, В.М.
В работе представлены результаты исследования с использованием метода рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии наноразмерных пленок TiNxOy толщиной  5 нм, полученных на кремнии методом слаботочного ионно-лучевого распыления. Показана возможность использования РФЭС с угловым разрешением для определения толщины и сплошности полученных ультратонких пленок. Детально показано влияние температуры подложки во время ионно-лучевого синтеза и температурного отжига на химическое состояние и диффузионные свойства структур Ti-O-N/Si. The results of studies using X-ray photoelectron spectroscopy of nanoscaled films TiNxOy thickness of about 5 nm, obtained on silicon by low-current ion beam sputtering are presented in given work. Also it is shown the possibility of using angle-resolved XPS to determine the thickness and continuity of the obtained ultra-thin films. The effect of substrate temperature during ion beam synthesis and thermal annealing on the chemical state and the diffusion properties of the structures Ti-O-N/Si is shown in details.У роботі представлені результати дослідження з використанням методу рентгенівської фотоелектронної спектроскопії нанорозмірних плівок TiNxOy товщиною  5 нм, отриманих на кремнії методом слаботочного іонно-променевого розпилення. Показано можливість використання РФЕС з кутовим дозволом для визначення товщини і суцільності отриманих ультра тонких плівок. Детально показано вплив температури підкладки під час іонно-променевого синтезу та температурного відпалу на хімічний стан і дифузійні властивості структур Ti-O-N/Si.
Структура и свойства плазменно-детонационных покрытий на основе Ni-Cr
(Харкiвський нацiональний унiверситет iм. В.Н. Каразiна, 2011) Дробышевская, А.А.; Береснев, В.М.; Алонцева, Д.Л.
Представлены результаты исследования структуры и свойств покрытий на основе Ni-Cr, полученных методом плазменной детонации с последующим оплавлением плазменной струей. Установлены различия фазового состава и механических свойств до и после дуплексной обработки. После оплавления плазменной струей покрытия обладают высокой твердостью, износостойкостью и стойкостью к коррозии в морской воде. Улучшение свойств покрытий в результате дуплексной обработки достигается как за счет фазовых превращений, так и за счет сглаживания шероховатости поверхности и гомогенизации поверхностного слоя покрытия при оплавлении. The results of investigation of structure and properties of coatings on the basis Ni-Cr obtained by a method of plasma detonation with the subsequent melting by a plasma jet are presented. The differences in a phase composition and in mechanical properties before and after duplex treatment are established. After melting by a plasma jet the coatings have high hardness, wear resistance and stability to corrosion in seawater. The improvement of properties of coatings as a result of duplex treatmentis reached both due to of phase transformations, and due to of smoothing of a surface roughness and homogenization of surface layer at melting. Надаються результати дослідження структури та властивостей покриттів на основі Ni-Cr, отриманих методом плазмової детонації з наступним оплавленням плазмовим струменем. Встановлені розбіжності фазового складу та механічних властивостей до та після дуплексної обробки. Після оплавлення плазмовим струменем покриття мають високу твердість, зносостійкість та корозійною стійкість в солоній воді. Покращення властивостей покриттів в результаті дуплексної обробки є наслідком як фазових перетворень, так і зменшення шорсткості поверхні та гомогенізації поверхневого шару покриття при оплавленні.
Структура и свойства твердых покрытий систем (Ti-Zr-Si)N и (Ti-Hf-Si)N, полученных из потоков металлической плазмы
(Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України, 2010) Береснев, В.М.; Погребняк, А.Д.; Соболь, О.В.; Грудницкий, В.В.; Турбин, П.В.; Колесников, Д.А.; Толмачева, Г.Н.
Приведены результаты экспериментальных исследований о влиянии физико-технологических параметров процесса осаждения на формирования покрытий (Ti-Zr-Si)N; (Ti-Hf-Si)N из сепарированного потока металлической плазмы. Для системы (Ti-Zr-Si)N выявлены кристаллиты (Zr, Ti)N твердого раствора на основе кубической решетки типа NaCl. Размер кристаллитов изменяется в исследуемом интервале рабочих давлений незначительно и находится в области 60 70 нм. Твердость полученных покрытий составила 37 ГПа. В случае системы (Ti-Hf-Si)N формируется наноструктурная фаза μ-TiN с квазиаморфными фазами -Si3N4 и HfSi2-nc. Максимальное значение твердости составляет Н = 42,7 7 Гпа. Наведено результати експериментальних досліджень про вплив фізико-технологічних пара- метрів процесу осадження на формування покриттів (Ti-Zr-Si)N; (Ti-Hf-Si)N з сепарованого потоку металевої плазми. Для системи (Ti-Zr-Si)N виявлені кристаліти (Zr, Ti) N твердого розчину на основі кубічної решітки типу NaCl. Розмір кристалітів змінюється у досліджуваному інтервалі робочих тисків незначно і перебуває в області 60 70 нм. Твердість отриманих покриттів складає 37ГПа. У випадку системи (Ti-Hf-Si)N формується наноструктурна фаза -TiN з квазіаморфнимі фазами -Si3N4 і HfSi2-nc. Максимальне значення твердості становить Н = 42,7 Гпа. The results of experimental studies on the impact of physical and technological parameters of the deposition process on the formation of coatings (Ti-Zr-Si)N; (Ti-Hf-Si)N from the stream of separated metal plasma. For the system (Ti-Zr-Si)N crystallites identified (Zr,Ti) N solid solution based on cubic lattice type of NaCl. The size of the crystallites varies in the range of operating pressures is insignificant and is in the range 60 70 nm. The hardness of the coatings was 37 GPa. In the case of the system (Ti-Hf-Si) N phase is formed nanostructed -TiN phase with quasi -Si3N4 and HfSi2-nc. The maximum hardness is H = 42,7 7 Gpa.
Элементный и фазовый состав титанового сплава ВТ-22, имплантированного ионами W+ и Mo+
(Харкiвський нацiональний унiверситет iм. В.Н. Каразiна, 2009) Погребняк, А.Д.; Береснев, В.М.; Братушка, С.Н.; Маликов, Л.В.
С помощью методов резерфордовского обратного рассеяния ионов гелия и протонов, растровой электронной микроскопии с микроанализом, рентгенофазового анализа в геометрии скользящего луча (0,5), мессбауэровской спектроскопии исследованы приповерхностные слои образцов титанового сплава ВТ-22, имплантированных ионами W и Mo. Методом наноиндентирования измерены механические характеристики. Обнаружено увеличение твердости приповерхностного слоя имплантированного титанового сплава ВТ-22 за счет формирования мелкодисперсных интерметаллидов. With the help of methods of back-scattering (RBS) of helium ions and protons, scanning electron microscopy (SEM) with a microanalysis EDS, WDS, X-ray phase analysis (XRD) in geometry of sliding beam (0.5), Mossbauer spectroscopy (MS), nanoindentation were investigated samples of titanium alloys VT-22. The increase of hardness almost in 2 times, decreasing of wearing and increase of fatigue resistance is revealed due to formation of fine-dyspersated (nanodimension) intermetallide phases. За допомогою методів резерфордівського зворотного розсіювання (РЗР) іонів гелію і протонів, растрової електронної мікроскопії (SEM) з мікроаналізом (EDS), рентгенофазового аналізу (XRD) у геометрії ковзного променя (0,5), мессбауерівської спектроскопії (MS) досліджені приповерхневі шари зразків титанового сплаву ВТ-22, імплантовані іонами W та Mo. Методом наноіндентування визначено механічні характеристики. Виявлено збільшення твердості приповерхневого шару імплантованого титанового сплаву ВТ-22 за рахунок формування дрібнодисперсних інтерметалідів.