ПОЛУЧЕНИЕ БОРИДОВ МЕТАЛЛОВ В СИСТЕМЕ С ГОРЯЧИМ АНОДОМ

10.25712/ASTU.1811-1416.2023.01.002

Аннотация

Формирование покрытий является одним из активно используемых в различных областях промышленности методов расширения спектра применения изделий различного назначения, что свидетельствует об актуальности данного направления. Целью настоящей работы является исследование вакуумного ионно-плазменного метода получения покрытий на основе боридов металлов в системе с горячим анодом, анализ их структуры, фазового состава, твердости и износостойкости. Покрытия формировали на поверхности образцов нержавеющей стали на установке «КОМПЛЕКС» (Институт сильноточной электроники СО РАН). В используемом в работе методе испарение бора происходит в несамостоятельном разряде с накалённым и полым катодом и теплоизолированным анодом-тиглем; металлы испаряются с помощью вакуумно-дугового испарителя. В результате выполненных исследований подобраны оптимальные режимы нанесения покрытий, измерены скорости их осаждения. Покрытия толщиной 1 мкм были получены при одновременном осаждении металла и бора с ассистированием аргоновой плазмой. В качестве металла использовали титан, цирконий и хром. Показано, что покрытия являются многослойными, сформированы чередующимися слоями бора (толщина слоев (2,0-7,0) нм), находящегося в аморфном состоянии, и слоями из нанокристаллических частиц борида металла (толщина слоев (2,0-2,5) нм). Установлено, что микротвердость многослойного покрытия зависит от типа металла и достигает максимальных значений (50,9 ГПа; стандартное отклонение 7,9 ГПа) для системы Ti-B. Модуль Юнга покрытия для этой системы, полученный при определении твердости, 360 ГПа.