Материал: Изучение функциональных свойств многослойных пленок на основе двух- и трехкомпонентных нитридов тугоплавких металлов и их соединений с легкоплавкими металлами и неметаллами

и соотношение с-TiZrN2 и Zr3N4 фаз, содержание Zr, CZr/CTi, так и строение, структура и дефектность поверхности. С повышением Zr и CTi/CZr, уменьшением шероховатости поверхности и размера ОКР улучшаются не

только ФМС, но и ИАС TiхZr1–хN слоев (см. рис. 3.20, б).

Напряженные TiхZr1–хN слои с максимальными Vс-TiN ≥ 85 % и поверхностными 3D-образованиями с зернистой подструктурой, формируемые в низкотемпературных условиях МР с низкой степенью однородности нагрева подложки, обладают низкими ИАС. TiхZr1–хN слои с высоким содержанием с-TiZrN2 фазы обладают не только высокими ФМС, но и высокими ИАС.

аASTM=0,4441нм

Рис. 3.21. Трибологические свойства многослойных пленок на основе трехкомпонентных TiхZr1–хN слоев в зависимости от их: а, б) объемных долей входящих фаз; в, г) объемной доли с-TiZrN2 фазы, параметра КР и модуля Юнга; д, е) элементного состава; ж, з) показателя стехиометрии слоя, параметра КР и содержания Zr в слое; и, к) размера ОКР, параметра КР и модуля Юнга. Метод осаждения TiхZr1–хN слоя: а, в, д, ж, и) МР; б, г, е, з, к) ЭДИ и ЭДИ+МР (см. также с. 77)

76

Установлено влияние параметра КР и размера ОКР с-TiZrN2 фазы на трибологические свойства многослойных пленок на основе трехкомпонентных TiхZr1–хN слоев. Рост параметра КР, вызванный повышением объемной доли с-TiZrN2 фазы, содержания Zr в TiхZr1–хN слое и уменьшение размера ОКР приводят к улучшению ИАС TiхZr1–хN слоев.

Коррозионные свойства многослойных пленок на основе двухкомпонентных TiN (ZrN) слоев и трехкомпонентных TiхZr1–хN слоев в зависимости от их строения, фазового и элементного состава. Коррозион-

ным испытаниям подвергались многослойные пленки на основе двух- и трехкомпонентных слоев:

Ti-TiN-•Zr-ZrN•-•Zr-TiхZr1–хN•-TiхZr1–хN, (3.2)

Ti,Zr-ИБ*-•TiхZr1–хN-Ti,Zr-ИБ*•-TiхZr1–хN, (3.3)

TiМР-•TiNМР-ZrNЭДИ•-TiхZr1–хNМР+ЭДИ, (3.4)

TiЭДИ-•TiNМР-TiхZr1–хNМР+ЭДИ•-TiхZr1–хNМР+ЭДИ. (3.5)

Многослойные пленки (3.2)–(3.5) обладают различными стационарными значениями потенциалов коррозии: –0,13; –0,10; –0,38 и –0,12 В соответственно. Анодные поляризационные кривые представлены на рис. 3.22. Все кривые анодной поляризации однотипны: при малых поляризациях имеются участки с высоким наклоном, при более высоких поляризациях наблюдаются тафелевские зависимости с наклоном dE/dlgi = 0,16…0,18 В (i – плотность тока), при дальнейшем повышении поляризации появляются отклонения от тафелевского хода кривых. Аппроксимация графиков импеданса уравнением окружности позволяет определить низкочастотный предел импеданса – поляризационное сопротивление Rp (табл. 3.15), которое является мерой скорости коррозии.

Значения Rp показывают, что среди испытываемых МП наибольшей коррозионной стойкостью обладает конструкция (3.4), а наименьшей – конструкция (3.2). Импедансные данные находятся в согласии с результатами поляризационных измерений (см. табл. 3.4): наиболее высокому Rp для образца с МП конструкции (3.4) соответствует меньшая плотность тока коррозии iкор, а наиболее низкому Rp для образца с МП конструкции (3.2) – наиболее высокая iкор.

Полученные величины Rp и iкор (iкор ≤ 10–6 А/см2) свидетельствуют о довольно высокой коррозионной стойкости материалов исследуемых конструкций МП и могут быть объяснены оптимальным фазовым и эле-

80