powderИзвестия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытияPowder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya)1997-308X2412-8767НИТУ "МИСИС"10.17073/1997-308X-2013-3-67-72powder-40Research ArticleНаноструктурированные материалы и функциональные покрытияNanostructured Materials and Functional CoatingsИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ Si НА ЖАРОСТОЙКОСТЬ ПОКРЫТИЙ Mo–Si–B–(N)Investigation of the effect of Si concentration on fire strength of Mo–Si–B–(N) coatingsКирюханцев-КорнеевФ. В.Kiryukhantsev-KorneevF. V.

канд. техн. наук, ст. науч. сотр. НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН, доцент кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий (ПМиФП)

kiruhancev-korneev@yandex.ruАндреевС. О.AndreevS. O.

магистрант кафедры ПМиФП

andreevsergey1@mail.ruШвындинаН. В.ShvyndinaN. V.

вед. инженер НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН

natali19-03@list.ruЛевашовЕ. А.LevashovE. A.

докт. техн. наук, проф., акад. РАЕН, зав. кафедрой ПМиФП, директор НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН

levashov@shs.misis.ruТимофеевА. Н.TimofeyevA. N.

канд. техн. наук, первый генеральный директор ОАО «Композит»

atimofeev@kompozit-mv.ruШтанскийД. В.ShtanskyD. V.

докт. физ.-мат. наук, профессор кафедры ПМиФП, гл. науч. сотр. НУЦ СВС МИСиС–ИСМАН

shtansky@shs.misis.ruНаучно-учебный центр СВС МИСиС–ИСМАН, 119049, г. Москва, В-49, Ленинский пр-т, 4Russian FederationНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, В-49, Ленинский пр-т, 4Russian FederationОАО «Композит», 141070, Московская обл., г. Королев, ул. Пионерская, 4Russian Federation201320012015036772Copyright © НИТУ "МИСИС", 20132013НИТУ "МИСИС"НИТУ "МИСИС"https://powder.misis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://powder.misis.ru/jour/article/view/40

Исследовано влияние концентрации кремния на жаростойкость покрытий Mo–Si–B–N, полученных методом магнетронного напыления. Содержание Si в них регулировалось составом композиционных мишеней, а также различной площадью сегментов кремния, помещенных в зону эрозии мишени. С помощью просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионного анализа и оптической эмиссионной спектроскопии тлеющего разряда исследованы состав и структура покрытий после осаждения и после отжигов на воздухе при температурах 500–1300 °С. Установлено, что жаростойкость возрастает при увеличении концентрации Si в покрытиях, что обусловлено об- разованием плотной пленки на основе оксида кремния, препятствующей проникновению кислорода в глубь покрытий при нагреве. Макси- мальная жаростойкость на уровне 1300 °С достигается в покрытиях Mo–Si–B–N, содержащих 40 ат.% Si. 

The effect of silicon on oxidation resistance of Mo–Si–B–N coatings produced by magnetron sputtering has been investigated. The silicon content was controlled with the composite target composition as well as with various area of silicon segments put in the target erosion zone. Using TEM, SEM-EDS, and GDOES, the composition and structure of the coatings have been studied after deposition and after exposition in the air at tempera- tures of 500–1300 °C. Caused by formation of dense top-layer based on silicon oxide, oxidation resistance is found to increase when silicon concen- tration raises in the coatings, thus preventing oxygen penetration deep into the coatings at heating. The maximum oxidation resistance at a level of 1300 °C can be reached in Mo–Si–B–N coatings containing 40 at.% Si. 

покрытия Mo–Si–B и Mo–Si–B–Nжаростойкостьмагнетронное распылениеСВС-мишениTEMSEM-EDSGDOESMo–Si–B and Mo–Si–B–N coatingsoxidation resistancemagnetron sputteringSHS-targetsTEMSEM-EDSGDOES.ReferencesSolak N., Ustel F., Urgen M., Aydin S., Cakir A. F. // Surface and Coat. Technol. 2003. Vol. 174. P. 713.Solak N., Ustel F., Urgen M., Aydin S., Cakir A. F. // Surface and Coat. Technol. 2003. Vol. 174. P. 713.Singh K., Limaye P. K., Soni N. L. et al. // Wear. 2005. Vol. 258. P. 1813.Singh K., Limaye P. K., Soni N. L. et al. // Wear. 2005. Vol. 258. P. 1813.Yang J. F., Yuan Z. G., Liu Q. // Mater. Res. Bull. 2009. Vol. 44. P. 86.Yang J. F., Yuan Z. G., Liu Q. // Mater. Res. Bull. 2009. Vol. 44. P. 86.Wan X. S., Zhao S. S., Yang Y. et al. // Surface and Coat. Technol. 2010. Vol. 204. P. 1800.Wan X. S., Zhao S. S., Yang Y. et al. // Surface and Coat. Technol. 2010. Vol. 204. P. 1800.Heo S. J., Kim K. H., Kang M. C., Suh J. H., Park C-G. // Ibid. 2006. Vol. 201. P. 4180.Heo S. J., Kim K. H., Kang M. C., Suh J. H., Park C-G. // Ibid. 2006. Vol. 201. P. 4180.Liu Q., Fang Q. F., Liang F. J. et al. // Ibid. P. 1894.Liu Q., Fang Q. F., Liang F. J. et al. // Ibid. P. 1894.Kazmanli M. K., Urgen M., Cakir A. F. // Ibid. 2003. Vol. 167. P. 77.Kazmanli M. K., Urgen M., Cakir A. F. // Ibid. 2003. Vol. 167. P. 77.Wang Y., Lin R. Y. // Mater. Sci. Eng. B. 2004. Vol. 112. P. 42.Wang Y., Lin R. Y. // Mater. Sci. Eng. B. 2004. Vol. 112. P. 42.Lyo I.-W., Ahn H.-S., Lim D.-S. // Surface and Coat. Technol. 2003. Vol. 163. P. 413.Lyo I.-W., Ahn H.-S., Lim D.-S. // Surface and Coat. Technol. 2003. Vol. 163. P. 413.Suszko T., Gulbinski W., Jagielski J. // Ibid. 2005. Vol. 194. P. 319.Suszko T., Gulbinski W., Jagielski J. // Ibid. 2005. Vol. 194. P. 319.Zhu X., Yue D., Shang C., Fan M., Hou B. // Ibid. 2013. Vol. 228. Р. 184–189.Zhu X., Yue D., Shang C., Fan M., Hou B. // Ibid. 2013. Vol. 228. Р. 184–189.Suna J., Musil J., Dohnal P. // Vacuum. 2006. Vol. 80. P. 588.Suna J., Musil J., Dohnal P. // Vacuum. 2006. Vol. 80. P. 588.Musil J., Zeman P. // Solid State Phenomena. 2007. Vol. 127. P. 31.Musil J., Zeman P. // Solid State Phenomena. 2007. Vol. 127. P. 31.Ritt P., Sakidja R., Perepezko J. H. // Surface and Coat. Technol. 2012. Vol. 206. P. 4166.Ritt P., Sakidja R., Perepezko J. H. // Surface and Coat. Technol. 2012. Vol. 206. P. 4166.Lu-Steffes O. J., Sakidja R., Bero J., Perepezko J. H. // Ibid. Vol. 207. P. 614.Lu-Steffes O. J., Sakidja R., Bero J., Perepezko J. H. // Ibid. Vol. 207. P. 614.Левашов Е. А., Рогачев А. С., Курбаткина В. В. и др. Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. М.: Изд. дом «МИСиС», 2011.Левашов Е. А., Рогачев А. С., Курбаткина В. В. и др. Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. М.: Изд. дом «МИСиС», 2011.Shtansky D. V., Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Bashkova I. A. et al. // Int. J. Refract. Metals and Hard Mater. 2010. Vol. 28. P. 32.Shtansky D. V., Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Bashkova I. A. et al. // Int. J. Refract. Metals and Hard Mater. 2010. Vol. 28. P. 32.Zeman P., Capek J., Cerstvy R., Vlcek J. // Thin Solid Films. 2010. Vol. 519. P. 306.Zeman P., Capek J., Cerstvy R., Vlcek J. // Thin Solid Films. 2010. Vol. 519. P. 306.Кирюханцев-Корнеев Ф. В. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2012. Т. 48, No 5. C. 488.Кирюханцев-Корнеев Ф. В. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2012. Т. 48, No 5. C. 488.Shtansky D. V., Sheveiko A. N., Petrzhik M. I. et al. // Surface and Coat. Technol. 2005. Vol. 200. P. 208.Shtansky D. V., Sheveiko A. N., Petrzhik M. I. et al. // Surface and Coat. Technol. 2005. Vol. 200. P. 208.Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Shtansky D. V., Petrzhik M. L. et al. // Ibid. 2007. Vol. 201. P. 6143.Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Shtansky D. V., Petrzhik M. L. et al. // Ibid. 2007. Vol. 201. P. 6143.Shin J. H., Wang Q. M., Kim K. H. // Mater. Chem. Phys. 2011. Vol. 130. P. 870.Shin J. H., Wang Q. M., Kim K. H. // Mater. Chem. Phys. 2011. Vol. 130. P. 870.Yuan Z. G., Yang J. F., Wang X. P. et al. // Surface and Coat. Technol. 2011. Vol. 205. P. 3307.Yuan Z. G., Yang J. F., Wang X. P. et al. // Surface and Coat. Technol. 2011. Vol. 205. P. 3307.Левашов Е.А., Штанский Д.В., Кирюханцев-Корнеев Ф.В. и др. // Деформация и разрушение материалов. 2009. No 11. С. 19.Левашов Е.А., Штанский Д.В., Кирюханцев-Корнеев Ф.В. и др. // Деформация и разрушение материалов. 2009. No 11. С. 19.Karvankova P., Veprek-Heijman M. G. J., Zawrah M. F., Veprek S. // Thin Solid Films. 2004. Vol. 467. P. 133.Karvankova P., Veprek-Heijman M. G. J., Zawrah M. F., Veprek S. // Thin Solid Films. 2004. Vol. 467. P. 133.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.