Отчет о научно-исследовательской работе по теме "Влияние напряжённого состояния наноструктурных керамикометаллических покрытий на функциональные характеристики, обеспечивающие их трибоадаптивность" (итоговый отчет)

Была разработана модель роста керамометаллических покрытий, основанная на методе кинетического Монте-Карло. В модели реализован усовершенствованный подход к определению "точек роста" кристаллитов, который позволяет реализовывать структуру в моделируемых покрытиях без жесткой фиксации кристаллографических направлений. Методом теории функционала плотностей (DFT) в программе Cp2K были рассчитаны энергии связи в соединениях MeN-Me и Ni-Ni, которые частично были использованы при расчёте структурообразования покрытий Ti-Cr-N и будут использованы для расчёта структуры покрытий Ti-Cr-Mo-N-Ni. Таким образом, в результате расчётов для покрытий состава Ti-Cr-N была верифицирована адекватность указанной модели для расчётов процессов структурообразования макронапряжённых покрытий, полученных методом ионно-плазменного вакуумно-дугового осаждения. Методом arc-PVD были приготовлены покрытия TiCrMoN-Ni при пяти разных потенциалах смещения в интервале от 80 до 160 В. Методом рентгеновской дифракции изучены фазовый состав, напряжения первого и второго рода,методами наноиндентирования и трибологических испытаний исследованы физико-механические свойства покрытий. Установлено, что при высоком содержании никеля (более 8 %) покрытия характеризуются относительно низкой твёрдостью (25 ГПа), и твёрдость не зависит ни от потенциала смещения, и ни от макронапряжённого состояния покрытий. Методом ПЭМ изучены структура покрытий, а также её термическая стабильность после отжига при 850 С. В результате отжига, а также основываясь на расчётных и экспериментальных концентрационных профилях, было установлено, что никель в процессе осаждения и роста покрытий не диффундирует в соседнии слои, растворяясь только в слоях, обогащённых титаном.