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-2013-4-60-67powder-53Research ArticleНаноструктурированные материалы и функциональные покрытияNanostructured Materials and Functional CoatingsТВЕРДЫЕ ИЗНОСОСТОЙКИЕ ПОКРЫТИЯ TiAlSiCN/MoSeC С НИЗКИМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ТРЕНИЯ ПРИ КОМНАТНОЙ И ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХHard wear-resistant TiAlSiCN/MoSeC coatings with low coefficient of friction at room and elevated temperaturesБондаревА. В.BondarevA. V.

аспирант, инженер Научно-учебного центра (НУЦ) СВС МИСиС–ИСМАН

abondarev88@gmail.comКирюханцев-КорнеевФ. В.Kiryukhantsev-KorneyevF. V.

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

kiruhancev-korneev@yandex.ruШтанскийД. В.ShtanskyD. V.

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

shtansky@shs.misis.ruНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, В-49, Ленинский пр-т, 4Russian Federation201320012015046067Copyright © НИТУ "МИСИС", 20132013НИТУ "МИСИС"НИТУ "МИСИС"https://powder.misis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://powder.misis.ru/jour/article/view/53

Методом магнетронного распыления сегментных СВС- и спрессованных порошковых мишеней были получены покрытия TiAlSiCN и TiAlSiCN/MoSeC. Методами рентгенофазового анализа, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния света, просвечивающей электронной микроскопии и оптической спектроскопии тлеющего разряда изучены структура и состав покрытий. Основу покрытия TiAlSiCN составляла ГЦК-фаза с размером кристаллитов < 15 нм, при распылении сегментов TiAlSiCN и MoSeC в соотношении 3 : 1 происходит уменьшение размера кристаллитов, в соотношении 2 : 2 – аморфизация. Также в покрытиях TiAlSiCN/MoSeC обнаружена фаза MoSe2. По результатам наноиндентирования твердость покрытий TiAlSiCN составляла 40 ГПа, покрытий TiAlSiCN/MoSeC – 28 и 12 ГПа при со- отношениях 3 : 1 и 2 : 2 соответственно. Коэффициент трения покрытий TiAlSiCN при комнатной температуре составлял 0,75, после введения MoSeC он снижался до 0,05, также повышалась износостойкость покрытий. При трибологических испытаниях покрытий TiAlSiCN/MoSeC с не- прерывным нагревом низкий коэффициент трения (< 0,1) сохранялся до 300 °С. 

TiAlSiCN and TiAlSiCN/MoSeC coatings have been produced by magnetron sputtering of segmented SHS- and compacted powdered targets. The struc- ture and composition of the coatings have been investigated by X-ray phase analysis, X-ray photoelectron spectroscopy, Raman spectroscopy, trans- mission electron microscopy, and light spectroscopy. The base of TiAlSiCN coating composes of FCC-phase with crystallites of < 15 nm in size; in sput- tering of TiAlSiCN and MoSeC segments in 3 : 1 ratio, decrease of crystallites size takes place and in 2 : 2 ratio does the amorphisation. MoSe2 phase is found also in TiAlSiCN/MoSeC coatings. It follows from the results of nanoindentation that hardness of TiAlSiCN coatings is 40 GPa, TiAlSiCN/MoSeC coatings – 28 GPa and 12 GPa at 3 : 1 and 2 : 2 ratios respectively. The coefficient of friction of TiAlSiCN coatings is 0,75 at ambient temperature, after in- troduction of MoSeC it drops to 0,05; wear resistance of coatings raises as well. In tribological tests of TiAlSiCN/MoSeC coatings with continuous heat- ing, low coefficient of friction (< 0,1) is unchanged up to 300 °C. 

антифрикционные наноструктурные покрытиямагнетронное распылениевысокотемпературная трибологиявысокая твердость.antifriction nanostructural coatingsmagnetron sputteringhigh-temperature tribologyhigh hardnessReferencesЛевашов Е. А., Штанский Д. В. // Успехи химии. 2007. No 76 (5). С. 501.Левашов Е. А., Штанский Д. В. // Успехи химии. 2007. No 76 (5). С. 501.Shtansky D. V., Kuptsov K. A., Kiryukhantsev-Korneev Ph.V. et al. // Surf. Coat. Technol. 2011. Vol. 205. P. 4640.Shtansky D. V., Kuptsov K. A., Kiryukhantsev-Korneev Ph.V. et al. // Surf. Coat. Technol. 2011. Vol. 205. P. 4640.Muratore C., Voevodin A. A. // Annu. Rev. Mater. Res. 2009. Vol. 39. P. 297.Muratore C., Voevodin A. A. // Annu. Rev. Mater. Res. 2009. Vol. 39. P. 297.Shtansky D. V., Sheveyko A. N., Sorokin D. I. et al. // Surf. Coat. Technol. 2008. Vol. 202. P. 5953.Shtansky D. V., Sheveyko A. N., Sorokin D. I. et al. // Surf. Coat. Technol. 2008. Vol. 202. P. 5953.Shtansky D. V., Kuptsov K. A., Kiryukhantsev-Korneev Ph. V., Sheveiko A. N. // Ibid. 2012. Vol. 206. P. 4840.Shtansky D. V., Kuptsov K. A., Kiryukhantsev-Korneev Ph. V., Sheveiko A. N. // Ibid. 2012. Vol. 206. P. 4840.Kuptsov K. A., Kiryukhantsev-Korneev Ph. V., Sheveiko A. N., Shtansky D. V. // Ibid. 2013. Vol. 216. P. 273.Kuptsov K. A., Kiryukhantsev-Korneev Ph. V., Sheveiko A. N., Shtansky D. V. // Ibid. 2013. Vol. 216. P. 273.Левашов Е. А., Погожев Ю. С., Рогачев А. С. и др. // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2010. No 3. С. 26.Левашов Е. А., Погожев Ю. С., Рогачев А. С. и др. // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2010. No 3. С. 26.Oliver W. C., Pharr G. M. // J. Mater. Res. 1992. Vol. 7. P. 1564.Oliver W. C., Pharr G. M. // J. Mater. Res. 1992. Vol. 7. P. 1564.Pharr G. // Mater. Sci. 1998. Vol. 253. Р.151.Pharr G. // Mater. Sci. 1998. Vol. 253. Р.151.Ding X., Zeng X. T., Goto T. // Surf. Coat. Technol. 2005. Vol. 198. P. 432.Ding X., Zeng X. T., Goto T. // Surf. Coat. Technol. 2005. Vol. 198. P. 432.Polcar T., Evaristo M., Stueber M., Cavaleiro A. // Surf. Coat. Technol. 2008. Vol. 202. P. 2418.Polcar T., Evaristo M., Stueber M., Cavaleiro A. // Surf. Coat. Technol. 2008. Vol. 202. P. 2418.Polcar T., Cavaleiro A. // Ibid. 2011. Vol. 206. P. 686.Polcar T., Cavaleiro A. // Ibid. 2011. Vol. 206. P. 686.Dreiling I., Haug A., Holzschuh H., Chasse T. // Ibid. 2009. Vol. 204. P. 1008.Dreiling I., Haug A., Holzschuh H., Chasse T. // Ibid. 2009. Vol. 204. P. 1008.Escobar-Alarcon L., Camps E., Romero S. et al. // Appl. Phys. A. 2010. Vol. 101. P. 771.Escobar-Alarcon L., Camps E., Romero S. et al. // Appl. Phys. A. 2010. Vol. 101. P. 771.Voevodin A. A., Zabinski J. S. // Wear. 2006. Vol. 61. P. 1285.Voevodin A. A., Zabinski J. S. // Wear. 2006. Vol. 61. P. 1285.Fominski V. Yu., Romanov R. I., Gusarov A.V., Celis J.-P. // Surf. Coat. Technol. 2007. Vol. 201. P. 7813.Fominski V. Yu., Romanov R. I., Gusarov A.V., Celis J.-P. // Surf. Coat. Technol. 2007. Vol. 201. P. 7813.MalloukyA.,BernedeJ.C.//ThinSolidFilms.1988.Vol.158.P.285.MalloukyA.,BernedeJ.C.//ThinSolidFilms.1988.Vol.158.P.285.Polcar T., Evaristo M., Colac R. et al. // Acta Mater. 2008. Vol. 56. P. 5101.Polcar T., Evaristo M., Colac R. et al. // Acta Mater. 2008. Vol. 56. P. 5101.Matthews D. T. A., Ocelik V., Bronsveld P. M., De Hosson J. Th. M. // Ibid. P. 1762.Matthews D. T. A., Ocelik V., Bronsveld P. M., De Hosson J. Th. M. // Ibid. P. 1762.Voevodin A. A., O’Neill J. P., Zabinski J. S. // Surf. Coat. Technol. 1999. Vol. 116. P. 36.Voevodin A. A., O’Neill J. P., Zabinski J. S. // Surf. Coat. Technol. 1999. Vol. 116. P. 36.Gilmore R., Baker M. A., Gibson P. N. et al. // Ibid. 1998. Vol. 108–109. P. 345.Gilmore R., Baker M. A., Gibson P. N. et al. // Ibid. 1998. Vol. 108–109. P. 345.Martínez-Martínez D., López-Cartes C., Fernández A., Sánchez-López J. C. // Ibid. 2008. Vol. 203. P. 756.Martínez-Martínez D., López-Cartes C., Fernández A., Sánchez-López J. C. // Ibid. 2008. Vol. 203. P. 756.Bae Y. W., Lee W. Y., Besmann T. M. et al. // Mater. Sci. Eng. 1996. Vol. 209. P. 372.Bae Y. W., Lee W. Y., Besmann T. M. et al. // Mater. Sci. Eng. 1996. Vol. 209. P. 372.Kubart T., Polcar T., Kopecky L. et al. // Surf. Coat. Technol. 2005. Vol. 193. P. 230.Kubart T., Polcar T., Kopecky L. et al. // Surf. Coat. Technol. 2005. Vol. 193. P. 230.Polcar T., Evaristo M., Stueber M., Cavaleiro A. // Wear. 2009. Vol. 266. P. 393.Polcar T., Evaristo M., Stueber M., Cavaleiro A. // Wear. 2009. Vol. 266. P. 393.

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