Структура и механические свойства композиционных титан-углеродных покрытий, формируемых комбинированным методом

Abstract

Рассмотрены особенности структуры, фазового состава и механические свойства (нанотвердость, модуль Юнга, коэффициенты трения и износа) композиционных титан-углеродных покрытий, осажденных ионно-плазменным методом в атмосфере углеводородного газа при различном давлении. Установлено, что углеродные титансодержащие покрытия, осаждаемые в среде углеводородного газа, характеризуются меньшей степенью структурной упорядоченности и более низким размером Сsp²-кластеров по сравнению с покрытиями, сформированными при отсутствии углеводородного газа. При этом регистрируется значительное снижение шероховатости и уменьшение микротвердости. Показано, что при введении в камеру С₃H₈ до давлений, не превышающих 6,7×10⁻² Па, происходит резкое снижение коэффициента трения (до значений 0,15) и износа контртела (0,023×10⁻¹³[м³/(Н×м)]). При дальнейшем повышении давления реактивного газа наблюдается увеличение коэффициента трения и износ контртела. The features of the structure, phase composition and mechanical properties (nanohardness, Young's modulus, friction and wear coefficients) of composite titanium-carbon coatings deposited by the ion-plasma method in a hydrocarbon gas atmosphere at different pressures are considered. It was found that carbon titanium-containing coatings deposited in a hydrocarbon gas environment are characterized by a lower degree of structural ordering and a lower size of Csp² clusters as compared to coatings formed in the absence of hydrocarbon gas. In this case, a significant decrease in roughness and a decrease in microhardness are recorded. It is shown that when C₃H₈ is introduced into the chamber up to pressures not exceeding 6.7×10⁻² Pa, there is a sharp decrease in the coefficient of friction (to values of 0,15) and wear of the counterbody (0,023×10⁻¹³ [m³ (N×m)]). With a further increase in the pressure of the reactive gas, an increase in the coefficient of friction and wear of the counterbody are observed.