In-situ analysis of ZrN/CrN multilayer coatings under heating

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 2 2023 72 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ го слоя подложки, так и со слоев нанесенного многослойного покрытия, где каждая проекция рентгенограммы представляет собой градацию псевдоцвета, показанную на рис. 2 и обозначающую интенсивность полученного сигнала при построении рентгенограммы. Подобная форма визуализации данных удобна для качественного анализа фазовых превращений. По графикам, представленным на рис. 2, можно также оценить конечную стадию фазовых переходов в многослойных покрытиях. В случае покрытия CrN/ZrN, нанесенного при скорости вращения стола 0,5 об/мин, фаза покрытия полностью исчезает при 575 °С, в то время как в случае многослойного покрытия CrN/ZrN, нанесенного при скорости вращения стола 8 об/мин, фаза покрытия полностью исчезает только при достижении 635 °С. На рис. 3 представлены отобранные рентгенограммы из массива, показанного на рис. 2. Интервал, а также начальные и конечные точки температурного воздействия взяты из соображений удобочитаемости меньшего массива данных и соображений окончания фазовых превращений. Как видно на рис. 2, фазы покрытия в многослойных покрытиях полностью исчезают после 650 °С, поэтому целесообразно ограничиваться диапазоном температур от 30 до 650 °С. В табл. 1 приведены рассчитанные значения межплоскостных расстояний (d, Å), значения а б Рис. 2. Проекции рентгенограмм в градации псевдоцвета, обозначающие интенсивность сигнала при получении рентгенограммы: а – ZrN/CrN 0,5 об/мин; б – ZrN/CrN 8 об/мин Fig. 2. Projections of X-ray diff raction patterns, in pseudocolor gradation, denoting the signal intensity when taking X-ray diff raction patterns: a – ZrN/CrN 0.5 rpm; б – ZrN/CrN 8 rpm ширины рефлекса на его полувысоте FWHM (град.), а также вычисленный по формуле (1) [20] параметр кристаллической решетки для компонент многослойного покрытия CrN/ZrN, полученного при скорости вращения подложкодержателя 0,5 об/мин. Выполнение расчетов ЛКТР производилось по формуле (2) для каждой точки температурного воздействия, представленной в табл. 1. На рентгенограмме (рис. 3) присутствуют рефлексы (111) фазы CrN и (111) фазы ZrN многослойного покрытия в выбранном температурном диапазоне. Зависимость параметра кристаллической решетки от температуры воздействия показана на рис. 4, а. Из графика следует, что параметр кристаллической решетки материалов покрытия (CrN и ZrN) увеличивается, т. е. материал увеличивается в объеме, причем это происходит по линейному закону с некоторой погрешностью. Зависимость изменения параметра кристаллической решетки от температуры воздействия материалов покрытия (CrN и ZrN) показана на рис. 4, б. Формула (2) применяется следующим образом. Очевидно, что на рис. 4, б изображен перестроенный график, показанный на рис. 4, а, таким образом, что Δ = − 0 T a a a , где T a – параметр кристаллической решетки при более высокой температуре (на рис. 4 наибольшие значения на

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1