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-2014-2-43-50powder-74Research ArticleНаноструктурированные материалы и функциональные покрытияNanostructured Materials and Functional CoatingsСТРУКТУРО- И ФАЗООБРАЗОВАНИЕ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ НАНОКОМПОЗИЦИОННЫХ ИОННО-ПЛАЗМЕННЫХ ВАКУУМНО-ДУГОВЫХ ПОКРЫТИЙ TiN–Ni, ИХ ТЕРМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬStructuring and Phase Forming During Receiving of Composite Ionic-Plasma Vacuum-Arc Nano Coatings and its Thermal StabilityБлинковИ. В.BlinkovI. V.

докт. техн. наук, профессор кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС» 

biv@misis.ruВолхонскийА. О.VolkhonskyA. O.

канд. техн. наук, ассистент кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС» 

abvest@mail.ruБеловД. С.BelovD. S.

 аспирант кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС»  

lightningn4s@yandex.ruТабачковН. Ю.TabachkovaN. Yu.

канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотрудник Центра коллективного пользования «Металлургия и материаловедение» НИТУ «МИСиС» 

ntabachkova@gmail.comВороноваМ. И.VoronovaM. I.

научный сотр. кафедры материаловедения полупроводников и диэлектриков НИТУ «МИСиС».

mvoron@bk.ruСорокинМ. Н.AndreevV. A.

ст. науч. сотр. НИЛ сверхтвердых материалов НИТУ «МИСиС

АндреевВ. А.SorokinM. N.

канд. техн. наук, зам. ген. директора ООО «Промышленный центр МАТЭК-СПФ»

andreev.icmateks@gmail.comНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4Russian Federation117449, г. Москва, ул. Карьер, 2а, стр. 1Russian Federation201426012015024350Copyright © Блинков И.В., Волхонский А.О., Белов Д.С., Табачков Н.Ю., Воронова М.И., Сорокин М.Н., Андреев В.А., 20142014Блинков И.В., Волхонский А.О., Белов Д.С., Табачков Н.Ю., Воронова М.И., Сорокин М.Н., Андреев В.А.Blinkov I.V., Volkhonsky A.O., Belov D.S., Tabachkova N.Y., Voronova M.I., Andreev V.A., Sorokin M.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://powder.misis.ru/jour/article/view/74

Проведены исследования процессов структуро- и фазообразования при получении композиционных ионно-плазменных вакуумно-дуговых нано- кристаллических покрытий TiN–Ni в широком интервале концентраций никеля (от 0 до 26 ат.%). Установлено, что введение Ni в состав покрытия приводит к измельчению кристаллитов нитридной фазы. Среднеарифметический размер зерен TiN уменьшается от 100–120 до 15–18 нм при из- менении концентрации Ni от 0 до 12 ат.% и нормальном распределении частиц по размерам. Дальнейшее повышение содержания Ni сопрово- ждается переходом к полимодальному распределению частиц с увеличением их среднеарифметического диаметра до 27 нм для третьей моды. При концентрации никеля до 12–13 ат.% он в покрытии находится в рентгеноаморфном состоянии. При ее увеличении свыше 13 ат.% в составе покрытий формируется интерметаллид TiNi. Это, в свою очередь, обуславливает появление пористости в структуре осаждаемого слоя. Одно- временно с образованием интерметаллида снижается блокирующая роль никеля, что проявляется в росте отдельных зерен TiN до 30–35 нм. По- крытия TiN–Ni характеризуются термической устойчивостью структуры и состава при нагреве до 800 °С. 

There were carrying out investigations of processes of structuring and phase formation during receiving of composite ionic-plasma vacuum- arc nano crystal coatings TiN–Ni in broad interval of concentrations of nickel (from 0 to 26 at.%). There was defined that introduction of Ni into composition of coating leads to milling of crystallites of nitride phase. Average grain size of TiN reduced from 100–120 to 15–18 nm under alteration of concentration Ni from 0 to 12 at.% and normal distribution pf grain size. Further increasing of Ni composition accompanied with transition to polymodal distribution of particles with increasing of average diameter up 27 nm for tertiary mode. At concentration of Ni up 12–13 at.% nickel in coating is in X-ray amorphous state. Under it increasing more than 13 at.% in the composition of coating is formed intermetallide TiNi. This, in turn, stipulated appearance of porosity in the structure of deposited layer. Simultaneously with formation of intermetallide decreasing blocking role of nickel, and this is appeared in the growth of single grains of TiN up 30–35 nm. Coatings TiN–Ni are characterized by thermal stability of structure and composition at heating up 800 °C. 

ионно-плазменное осаждениеструктурообразованиефазообразованиесистема Ti–Ni–Nнаноструктурированиекристаллитымикродеформациизародышеобразованиекоалесценциякоагуляциярекристаллизацияраспределение размеров.ionic-plasma depositionstructuringphase formationsystem Ti-Ni-Nnan patterningcrystallitemicro deformationnucleationcoales- cencecoagulationrecrystallizationsize distributionReferencesSundgren J.-E. // Thin Solid Films. 1985. Vol. 128. P. 128.Sundgren J.-E. // Thin Solid Films. 1985. Vol. 128. P. 128.Veprek S., Reiprich S. // Thin Solid Films. 1995. Vol. 268. Р. 64–71. 3. Блинков И.В., Волхонский А.О., Юдин А.Г. // Физика и химия обраб. матер. 2011. No 6. С. 18.Veprek S., Reiprich S. // Thin Solid Films. 1995. Vol. 268. Р. 64–71. 3. Блинков И.В., Волхонский А.О., Юдин А.Г. // Физика и химия обраб. матер. 2011. No 6. С. 18.Veprek S., Veprek-Heijman M. G. J., Karvankova P., Prochazka J. // Thin Solid Films. 2005. Vol. 476. Р. 1–9.Veprek S., Veprek-Heijman M. G. J., Karvankova P., Prochazka J. // Thin Solid Films. 2005. Vol. 476. Р. 1–9.Блинков И. В., Волхонский А. О., Лаптев А. И. и др. // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2013. No 2. С. 54–59.Блинков И. В., Волхонский А. О., Лаптев А. И. и др. // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2013. No 2. С. 54–59.Ivanov Yu. F., Koval N. N., Krysina O. V. et al. // Surface and Coat. Technol. 2012. Vol. 207. Р. 430–434.Ivanov Yu. F., Koval N. N., Krysina O. V. et al. // Surface and Coat. Technol. 2012. Vol. 207. Р. 430–434.Li Z. G., Miyake S., Kumagai M. et al. // Surface and Coat. Technol. 2004. Vol. 183. P. 62–68.Li Z. G., Miyake S., Kumagai M. et al. // Surface and Coat. Technol. 2004. Vol. 183. P. 62–68.Akbari A., Riviere J. P., Templier C., Le Bourhis E. // Surface and Coat. Technol. 2006. Vol. 200. Р. 6298–6302.Akbari A., Riviere J. P., Templier C., Le Bourhis E. // Surface and Coat. Technol. 2006. Vol. 200. Р. 6298–6302.Шелехов Е. В., Иванов А. Н., Фомичева Е. И. // Завод. лаб. 1989. No 12. С. 41–45.Шелехов Е. В., Иванов А. Н., Фомичева Е. И. // Завод. лаб. 1989. No 12. С. 41–45.Шелехов Е. В., Свиридова Т. А. // МиТОМ. 2000. No 8. С. 16–19.Шелехов Е. В., Свиридова Т. А. // МиТОМ. 2000. No 8. С. 16–19.Иванов А. Н., Шелехов Е. В., Кузьмина Е. Н. // Завод. лаб. Диагностика материалов. 2004. Т. 70, No 11. С. 29–33.Иванов А. Н., Шелехов Е. В., Кузьмина Е. Н. // Завод. лаб. Диагностика материалов. 2004. Т. 70, No 11. С. 29–33.Кислый П. С., Боднарук М. С., Боровикова М. С. и др. // Керметы. Киев: Наук. думка, 1985. С. 272.Кислый П. С., Боднарук М. С., Боровикова М. С. и др. // Керметы. Киев: Наук. думка, 1985. С. 272.Коузов П. А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. Л.: Химия,1974.Коузов П. А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. Л.: Химия,1974.Морохов И. Д., Трусов Л. И., Чижик С. П. Ультрадисперсные металлические среды. М.: Атомиздат, 1977.Морохов И. Д., Трусов Л. И., Чижик С. П. Ультрадисперсные металлические среды. М.: Атомиздат, 1977.

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