Институт физики материаловедения СО РАН
Авторы: Семенов А.П., Цыренов Д.Б-Д., Семенова И.А.
Предложен новый подход синтеза износо-, ударо-, тепло-, трещино- и коррозионностойких композитных покрытий TiN-Cu на основе синтеза TiN в парах Cu. Разработан плазмохимический реактор с сопряжением газоразрядных процессов, объединяющих дуговое испарение титана в азотсодержащей плазме и ионно-плазменное распыление меди с образованием паров меди. Синтезированы композитные покрытия TiN–Cu. Покрытия имеют однородную глобулярную структуру, с размерами кристаллитов в пределах 50–100 нм. Микротвердость покрытия TiN–Cu составляет 35–38 ГПа. В процессе реакции Ti и N в парах Cu, Cu вытесняется на границу между зернами TiN. и блокирует рост столбчатой структуры кристаллитов TiN, способствуя наноструктурированию композитных покрытий TiN–Cu. Этому свидетельствует, с одной стороны, N не образует соединений с Cu (с азотом медь непосредственно не соединяется, невозможно получить нитрид меди Cu3N). С другой стороны, фазовая диаграмма системы Ti–Cu показывает, что при малых ≤30 ат.% содержаниях меди интерметаллиды стабильно не образуются, к тому же интерметаллиды TiCu, Ti2Cu, Ti2Cu3, TiCu3 образуются при высоких >30 ат. % меди и температурах ~1073–1173 K.
Публикации:
- Патент № 2649355 RU Способ синтеза композитных покрытий TiN-Cu и устройство для его осуществления / А.П.Семенов, Д.Б.-Д.Цыренов, И.А.Семенова // Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». — 2018. — № 10.
- Semenov A.P., Tsyrenov D.B-D., Semenova I.A. An Apparatus for Vacuum Deposition of Composite TiN−Cu Coatings Using Coupled Vacuum-Arc and Ion-Plasma Processes / // Instruments and Experimental Techniques. – 2017. — Vol. 60. — No. 6. — P. 892–895. DOI: 10.1134/S0020441217060094