Перегляд за Автор "Погребняк, А.Д."

Зараз показуємо 1 - 7 з 7

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 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.
Структура и свойства покрытий из ZnO
(Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України, 2010) Погребняк, А.Д.; Мухаммед, А.А-К.М.; Букальцева, Ю.С.
В работе представлен небольшой обзор результатов по исследованию покрытий из ZnO. С помощью метода рентгено-фазового анализа (дифрактометра ДРОН-2,0 в Сu-kизлучении), измерений оптической проницаемости, оптического поглощения (спектрофотометр ENGLAND (1000SERIES≡CECIL 1021), оптической плотности с помощью лазерного стенда, и измерений световых вольтамперных характеристик, было установлено, что покрытия, полученные при Т = 300 – 500 С, имеют преимущественную ориентацию в направлении (002). Все покрытия имеют нанокристаллическую структуру с размерами кристаллитов от 20 до 10 нм. Измерение оптических параметров показало, что покрытия имеют коэффициент пропускания в пределах 50 – 70% в области видимой и инфракрасной части спектра. Полученные покрытия можно применять в фотоэлектрических преобразователях в качестве поверхностных окон, а так же для создания антиотражающих проводящих электродов. В роботі представлений невеликий огляд результатів з дослідження покриттів з ZnO. За до- помогою методу рентгено-фазового аналізу (дифрактометрі ДРОН-2, 0 в Сu-kвипромінюванні), вимірювань оптичної проникності, оптичного поглинання (спектрофотометр ENGLAND (1000SERIES≡CECIL 1021), оптичної щільності за допомогою лазерного стенду, і вимірювань світлових вольтамперних характеристик, було встановлено, що покриття, отримані при Т = 300 – 500 С, мають переважно орієнтацію в напрямку (002). Всі покриття мають нанокри- сталічну структуру з розмірами кристалітів від 20 до 10 нм. Вимірювання оптичних параметрів показало, що покриття мають коефіцієнт пропускання в межах 50 – 70% в області видимій та інфрачервоній частині спектру. Отримані покриття можна застосовувати в фотоелектричних перетворювачах в якості по- верхневих вікон, а також для створення антивідбиваючих провідникових електродів. The paper presents a short review of studies of ZnO coatings. Using a method of X-ray phase analysis (DRON-2.0 device in Cu-k emission), measurements of optical transmission, optical absorption (the Spectrophotometer ENGLAND (1000SERIES=CECIL 1021), optical density using a laser stand, and measurements of volt-ampere characteristics, it was revealed that coatings, which were fabricated at T = 300oC to 500oC, featured a dominating orientation of (002) direction. All coatings had a nanocrystalline structure and crystallite sizes of 20 to 10nm. Measurements of optical parameters demonstrated that the coatings had a transmission coefficient ranging within 50% to 70% in a region of visible and infrared spectrum part. The coatings could be successfully applied for photoelectrical transformers as surface windows as well as for antireflection conducting electrodes.
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.