Отчет о научно-исследовательской работе по теме "Сверхтвёрдые наноструктурные покрытия с повышенной усталостной прочностью и регулируемым уровнем макронапряжений на основе керамикометаллических систем с ограниченной растворимостью компонентов" (промежуточный, этап 1)

Составлен аналитического обзора по состоянию научно-технической проблемы, затрагивающей тематику проекта. Получены ионно-плазменные вакуумно-дуговые керамические и керамикометаллические покрытия в широком диапазоне меняющихся концентраций металлических компонентов (меди и никеля): Ti-Al-N, Ti-Cr-N, Ti-Al-Mo-N, Ti-Al-Ni-N, Ti-Al-Cu-N, Ti-Al-Mo-Ni-N, Ti-Al-Mo-Cu-N, Ti-Cr- Ni-N. Исследованы процессы структуро-и фазообразования покрытий в заявленных системах. Построены параметрические зависимости между регулируемыми параметрами процесса формирования покрытий (составом испаряемых катодов, величиной тока испаряющих дуг, кинематическими характеристиками вращения подложек, величиной отрицательного электрического потенциала смещения, подаваемого на подложку; парциального давления азота в реакционной камере), их составом и структурой. Определены значения макронапряжений в сформированных керамикометаллических покрытиях и образцах сравнения-керамических покрытиях. Определены параметрические зависимости между условиями получения покрытий, их составом и значениями макронапряжений. Осуществлено моделирование массопереноса плазмы Ti, Al, Mo, Cr, Cu и Ni методом Монте-Карло, расчёт концентрационных профилей плазменного потока на поверхность растущего покрытия и энергетические параметры плазмы, в том числе распределения энергии и векторов скорости ионов, для систем Ti-Al-N, Ti-Cr-N, Ti-Al-Mo-N, Ti-Al-Ni-N, Ti-Al-Cu-N, Ti-Al-Mo-Ni-N, Ti-Al-Mo-Cu-N, Ti-Cr- Ni-N. Изучены возможные конфигурации пар атомов в ГЦК покрытиях различного состава и расчёт для них соответствующих энергий взаимодействия методом теории функционала плотностей. Расчитаны энергии диффузии атомов металлов по различным плоскостям ГЦК кристаллов;