Кудряков Олег Вячеславович-профессор кафедры, доктор технических наук, профессор.
344003, РФ, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1.
ResearcherID: AAM-3486-2020, ScopusID: 6602455202
Варавка Валерий Николаевич-профессор кафедры, доктор технических наук, доцент.
344003, РФ, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1.
ResearcherID: K-8387-2017, ScopusID: 6602988833
Забияка Игорь Юрьевич-аспирант кафедры.
344003, РФ, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1.
ResearcherID: AAN-7230-2020, ScopusID: 57195480998
Ядрец Эдуард Александрович-магистрант кафедры.
344003, РФ, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1.
Караваев Вадим Петрович-магистрант кафедры.
344003, РФ, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1.
Introduction. The main work objective is systematization and analysis of structural defects of vacuum ion-plasma coatings; on this basis, their classification principles are developed and given in the paper. Another important part of the work is the experimental study on one of the specific defects of coatings, which the authors propose to call “defect of substructural origin”.
Materials and Methods. PVD coatings of various nitride and metal systems 1.5-9.0 μm thick were used as an object of the research. Coatings were applied in vacuum installations using arc and magnetron evaporators. The research results were obtained by high resolution electron microscopy, energy dispersive analysis and indentation.
Results. Various types of defects in ion-vacuum coatings are presented as the research results. They include discontinuities, deformation of crystallites, and structural inhomogeneity. The principles of their systematization are validated. It is proposed to classify defects into droplet, substructural, and growth defects (depending on the causes of their nucleation), as well as regular and stochastic ones (depending on their distribution in the coating volume). The study of “substructural defects”, classified by the authors as stochastic, is given special consideration. These micrometric defects are shaped like a cylinder with a conical “head”. Their main axle is oriented perpendicular to the surface of the coating. They can be “extruded” (tore away) by the coating. The paper validates the dislocation mechanism of their nucleation and the helicoid growth principle.
Conclusions. The inference is summarized that the proposed systematization of defects in ion-plasma coatings has the character of an intermediate result of research in this scientific area. At this, the “substructural defects” do not have a fatal effect on the structure and properties of the coating due to a small size.
Введение. В качестве основной цели исследования выбрана систематизация и анализ структурных дефектов вакуумных ионно-плазменных покрытий, на основе которых в работе предложены их классификационные принципы. Ещё одной важной частью работы является экспериментальное изучение одного из специфических дефектов покрытий, который авторами предложено назвать «дефектом субструктурного происхождения».
Материалы и методы. В качестве объекта исследований использованы PVD-покрытия различных нитридных и металлических систем толщиной 1,5-9,0 мкм. Покрытия наносили в вакуумных установках с использованием дуговых и магнетронных испарителей. Результаты исследований получены методами электронной микроскопии высокого разрешения, энергодисперсионного анализа и индентирования.
Результаты исследования. В качестве результатов исследования представлены различные виды дефектов ионно-вакуумных покрытий, к которым отнесены нарушения сплошности, деформация кристаллитов, структурные неоднородности. Обоснованы принципы их систематизации. Предложено классифицировать дефекты на капельные, субструктурные и дефекты роста (в зависимости от причин их зарождения), а также на регулярные и стохастические (в зависимости от их распределения в объеме покрытия). Особое место в работе отведено изучению «субструктурных дефектов», отнесенных авторами к типу стохастических. Эти дефекты микрометрических размеров имеют форму цилиндра с конической «головкой». Их главная ось ориентирована перпендикулярно поверхности покрытия. Они имеют особенность экструдироваться (отторгаться) покрытием. В статье обоснован дислокационный механизм их зарождения и геликоидный принцип роста.
Обсуждение и заключения. Резюмируется вывод о том, что предложенная систематизация дефектов ионноплазменных покрытий имеет характер промежуточного результата исследований в этом научном направлении. При этом субструктурные дефекты не оказывают фатального влияния на структуру и свойства покрытия в силу малости своих размеров
The authors declare that there are no conflicts of interest present.