Структура и механические свойства a-С покрытий, осажденных из импульсной углеродной плазмы на нагретый подслой Ni

Abstract

Определены особенности морфологии, фазового состава и механических свойств углеродных покрытий, осаждённых из импульсных потоков углеродной плазмы на подложки, содержащие подслои никеля, при изменении ее температуры до 350° С. Установлено, что термообработка Ni подслоев незначительно влияет на их твердость и модуль упругости, приводит к повышению в 1,75 раза шероховатости RMS и более чем в 4 раза размера зерна. Фазовый состав Ni / a-C покрытий, осажденных на нагретые подслои никеля, характеризуется более высокой плотностью Csp² кластеров, при этом с ростом температуры нагрева подложка происходит значительное снижение шероховатости. Методом инструментального наноиндентирования установлена структурная и фазовая неоднородность покрытий, проявляющаяся в немонотонном изменении модуля упругости и твердости при увеличении глубины индентирования. = The features of the morphology, phase composition and mechanical properties of the carbon coatings deposited from pulsed flows of carbon plasma onto the substrates containing nickel sublayers are determined when its temperature changes to 350 °C. It has been established that heat treatment of Ni sublayers has a slight effect on hardness and elasticity modulus, leading to an increase in roughness RMS by 1.75 times and a more than 4-fold increase in grain size. The phase composition of Ni / a-C coatings deposited on heated nickel sublayers is characterized by a higher density of Csp² clusters, and with increasing heating temperature of the substrate, a significant decrease in roughness occurs. Using the method of instrumental nanoindentation, the structural and phase heterogeneity of coatings was established, which manifests itself in a non-monotonic change in the elastic modulus and a significant decrease in hardness with increasing indentation depth.