ВПЛИВ СТРУКТУРНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ВЛАСТИВОСТІ ПЛІВОК НІТРИДІВ ТА БОРИДІВ ПЕРЕХІДНИХ МЕТАЛІВ (ОГЛЯД) 

Анотація

Надвисокотемпературна кераміка має широкий спектр застосування, зокрема у надзвукових літальних апаратах. При цьому актуальним є створення надвисокотемпературної кераміки з наперед заданими фізико-механічними параметрами. У роботі проаналізовано закономірності формування структурних характеристик та їх вплив на властивості плівкових покриттів із нітридів та боридів перехідних металів, синтезованих методами іонно-плазмового напилення та магнетронного розпилення. При оптимальних енергетичних умовах осадження одержані плівки мають загальні    закономірності формування в плівковому стані, а саме наявність стовбчастої структури (волокнистість) і текстури росту. Розмір зерен варіюється в середньому від 18–20 нм до 60–80 нм залежно від параметрів і способу осадження. При цьому плівки демонструють найкращі фізико-механічні характеристики — твердість,  модуль пружності, відновлення пружних показників під навантаженням тощо. Для карбідних  і нітридних покриттів перехідних металів можливими напрямками росту є <111> і <100>, тоді як для диборидів перехідних металів ріст відбувається за напрямком <0001>. Виявлені закономірності дозволять у подальшому проводити реалістичне комп’ютерне моделювання процесу формування плівок із заздалегідь визначеними властивостями та підбором оптимальних параметрів напилення для досягнення   найкращих фізико-механічних характеристик поверхні. Запропоновано термодинамічну модель формування зародків типової плівки у середовищі хаотично осаджених на підкладку атомів. Аналітично оцінено критичний радіус, при досягненні якого   зародок буде рости і, відповідно, плівка буде кристалізуватися. У рамках моделі   обговорюється вплив складових загальної зміни енергії Гіббса на процес кристалізації.