Звіт про науково-дослідну роботу: „Встановлення механізмів структуроутворення та зміцнення нових нанокомпозитних покриттів на основі сполук перехідних металів та їх твердих розчинів"

Abstract

Об’єкт дослідження – покриття, та об’ємні матеріали на основі системи М1-М2-С, де М1,М2 є перехідний метал. Мета дослідження: 1) На основі експериментальних і теоретичних досліджень, віднайти оптимальні режими осадження магнетронних покриттів на основі сполук перехідних металів та їх твердих розчинів в якості захисних і зносостійких шарів для довготермінової експлуатації; 2) Встановити механізми формування структурних, та механічних властивостей осаджених покриттів на основі експериментальних і першопринципних розрахунків. В результаті виконання теми були отримані наступні результати: 1) Встановлені оптимальні режими осадження Ti-Nb-C покриттів на основі експериментальних і теоретичних досліджень. Встановлено, що покриття являють кристаліти TiC-NbC твердих розчинів вкраплених в аморфну вуглецеву матрицю (nc-Ti1-xNbxC/a-C). Пояснено властивості покриттів. 2) Встановлені оптимальні режими осадження Ti-Zr-C покриттів на основі експериментальних і теоретичних досліджень. Покриття є наноструктурованими (nc-Ti1-xZrxC/a-C). Пояснено властивості покриттів. 3) Осаджено і пояснено властивості покриттів (nc-Ti1-x-yNbxMoyC/a-C) на основі Ti-Zr-Mo-С системи із залученням першопринципних розрахунків. 4) Згайдено оптимальні режими осадження Мо-W-С покриттів і пояснено їх властивості. 5) Теоретичні дослідження дозволили пояснити ряд структурних перетворень в системі Ti-Mo-C. Зокрема, фазові рівноваги в системах МоСх та кубічних і гексагональних твердих розчинів Ті1-хМохС. 6) Структурі перетворення та пропозиція нових перспективних фаз в системі Ti-W-C були запропоновані на основі першопринципних розрахунків. 7) Першопринципні розрахунки передбачають нові тверді фази NbN та TaN з тетрагональною та орторомбічною структурами. Прогнозована твердість по Вікерсу таких фаз – понад 30-34 ГПа. Ці дані стимулюють експериментаторів до подальших досліджень цих сполук для їх синтезу. Ключові слова: ПОКРИТТЯ, СПОЛУКИ НА ОСНОВІ ПЕРЕХІДНИХ МЕТАЛІВ, СТРУКТУРНІ, МЕХАНІЧНІ ТА ЕЛЕКТРОННОСТРУКТУРНІ ВЛАСТИВОСТІ, ПЕРШОПРИНЦИПНІ РОЗРАХУНКИ, СТАБІЛЬНІСТЬ ФАЗ.