Металлокерамические покрытия, полученные вакуумно-дуговым методом при испарении высокоэнтропийного сплава

Аннотация

Сформированы многослойные металлокерамические покрытия на основе высокоэнтропийного сплава элементного состава TiNbZrTaHf путем осаждения на твердотельную подложку в вакууме из многокомпонентной газо-металлической плазмы, созданной вакуумно-дуговым испарением многоэлементного катода в режиме с плазменным ассистированием в среде смеси газов азот-аргон. Показано, что покрытия являются нанокристаллическим (2,5–4 нм) материалом. Методами рентгенофазового анализа показано, что керамический слой является двухфазным (TiNbZrTaHf)N + Ta4N). Нитрид (TiNbZrTaHf)N имеет гранецентрированную кубическую кристаллическую решетку с параметром решетки а = 4,4465 Å (D = 22 нм; Δd/d = 7·10–3).Нитрид Ta4N имеет тетрагональную кристаллическую решетку с параметрами решетки а = 6,8272 и c = 4,1697 Å (D = 10 нм; Δd/d = 7·10–3). Металлический слой имеет объемно-центрированную кубическую кристаллическую решетку (а = 0,33396 нм). Выявлено формирование переходных слоев между подложкой и металлическим слоем, между металлическим и керамическим слоями. Твердость покрытия составила 36,7 ГПа, модуль Юнга 323 ГПа, параметр износа покрытия k = 2,9·10–5 мм3/Н·м, коэффициент трения μ = 0,71. Стоит отметить перспективность использования покрытий на основе ВЭС в качестве защитных покрытий для инструмента и деталей широкого круга применений.