СВС-прессование многокомпонентных катодов на основе систем Ti-C-Al и Ti-C-Al-Si для нанесения вакуумно-дуговых покрытий тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.17 ВАК РФ

На правах рукописи

ЕРМОШКИН Андрей Александрович

СВС-ПРЕССОВАНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ КАТОДОВ НА ОСНОВЕ СИСТЕМ ТЬС-А1И ТьС-АЬв! ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ВАКУУМНО-ДУГОВЫХ ПОКРЫТИЙ

Специальность 01.04.17 - «Химическая физика, горение и взрыв, физика экстремальных состояний вещества»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 7 и ЮН 2012

Самара - 2012

005045479

Работа выполнена на кафедре «Металловедение, порошковая металлургия, наноматериалы» и в Инженерном центре СВС федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет».

Научный руководитель: Федотов Александр Федорович,

доктор технических наук, доцент

Официальные оппоненты: Богданович Валерий Иосифович, доктор технических наук, профессор кафедры «Производство летательных аппаратов и управление качеством в машиностроению), ФГБОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)», г. Самара;

Левашов Евгений Александрович,

доктор технических наук, профессор, директор Научно-учебного центра СВС МИСиС-ИСМАН, заведующий кафедрой «Порошковая металлургия и функциональные покрытия» ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г.Москва

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», г. Пермь

Защита диссертации состоится «27» июня 2012 г. в 13 часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.217.01 ФГБОУ ВПО «Самарский государственный технический университет» по адресу: 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, Главный корпус, аудитория 500.

Отзывы по данной работе в двух Экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская 244, Главный корпус на имя ученого секретаря диссертационного совета Д 212.217.01; факс: (846)278-44-00.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарского государственного технического университета (ул. Первомайская, 18)

Автореферат разослан мая 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук

А.Р. Самборук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. При большом разнообразии условий работы деталей машин и инструмента во многих случаях наиболее нагруженным является поверхностный слой. Повышение ресурса таких технических объектов достигается применением поверхностного упрочнения, в том числе нанесением покрытий. Среди существующих методов широко применяется метод формирования покрытий из потокоз металлической плазмы вакуумной дуга. Наибольшее распространение получили вакуумно-дуговые покрытия на основе нитрида титана. Однако покрытия из одноэлементного нитрида титана практически исчерпали свой потенциал и не отвечают современным техническим требованиям. В последнее время интенсивно развиваются исследования по получению многокомпонентных и композиционных покрытий. Существенное повышение физико-механических и эксплуатационных свойств достигается при введении в покрытие из нитрида титана алюминия и/или кремния.

Получение многокомпонентных покрытий вакуумно-дуговым методом требует осаждения на подложку многокомпонентных потоков плазмы. Эти потоки могут быть получены одновременным испарением раздельных од-нокомпонентных катодов или одного многокомпонентного катода. При использовании раздельных катодов необходимый элементный состав потока достигается сложным и трудоемким подбором технологических режимов распыления каждого из катодов, состава и давления реакционного газа. Поэтому перспективными являются технологии, в которых многокомпонентные покрытия получают из одного катода, содержащего необходимые компоненты в нужном соотношении.

Главным недостатком вакуумно-дугового метода является наличие в плазме большого количества микрокапель испаряемого материала катода, существенно ухудшающих эксплуатационные свойства покрытий. Эта проблема решается путем использования разнообразных устройств для сепарации плазмы, что усложняет и удорожает вакуумно-дуговые установки. Количество капельной фазы уменьшается при росте температуры плавления катодного материала. В этой связи актуальной представляется разработка методов и технологий получения многокомпонентных катодов на основе металлоподобных тугоплавких соединений титана.

Традиционно материалы на основе тугоплавких соединений получают спеканием или горячим прессованием. Эти технологии являются энергоемкими, многостадийными, требуют дорогостоящих печей с защитной атмосферой или вакуумом. Кроме того, сами тугоплавкие компоненты получают в основном также энергоемким печным синтезом. Альтернативой технологиям печного синтеза и спекания служит самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС). В основе СВС лежат реакции экзотермического взаимодействия химических элементов или соединений, протекающих в режиме горения. Процесс синтеза целевого продукта идет за счет тепла химических реак-

ций и не требует внешней энергии для нагрева. Высокоэкзотермические реакции позволяют вводить в порошковую смесь реагентов инертные компонента и получать самые разнообразные по составу материалы.

Проведение в одной установке сначала СВС, а затем силового уплотнения горячих продуктов синтеза (технология СВС-прессования) позволяет в одну стадию получать высокоплотные заготовки из материалов на основе тугоплавких соединений. Синтез целевого материала из шихтовой заготовки в режиме горения происходит за 540 с, а продолжительность одного цикла СВС-прессования составляет не более 1(Н15 мин. Изготовление аналогичной заготовки спеканием инертных порошков под давлением длится несколько часов. Высокая производительность, низкая энергоемкость, простота основного оборудования и возможность синтеза разнообразных по составу материалов обуславливают актуальность проведения исследований по получению методом СВС-прессования многокомпонентных катодов на основе тугоплавких соединений титана.

В НИТУ «МИСиС» разработана СВС технология получения многослойных и функционально-градиентных мишеней на основе карбидов, бо-ридов, силицидов, нитридов, оксидов методом СВС, совмещенная с напайкой продуктов синтеза к металлической пластине через слой припоя, для ионно-плазменного и ионно-лучевого напыления функциональных и многофункциональных покрытий. Ряд мишеней на основе боридов титана и хрома был успешно применен в технологии импульсного вакуумно-дугового осаждения покрытий.

При этом исследования по применению СВС - мишеней на основе карбида титана в технологии вакуумного катодно-дугового испарения до настоящего времени не проводились.

Цель работы - получение методом СВС-прессования многокомпонентных катодов в системах ТьС-А1 и ТьС-А1-81 и применение их в технологии вакуумного катодно-дугового испарения.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие осповные задачи:

- Применить способ одностадийного СВС-прессования многослойных композиционных материалов для получения многокомпонентных катодов на основе карбида титана на металлическом основании с водоохлаждаемой полостью для вакуумно-дугового нанесения покрытий.

- Исследовать закономерности горения порошковых смесей рабочего слоя катодов ТьС-А1 и "П-С-А!^, синтеза многокомпонентных продуктов горения и их взаимодействия с другими функциональными слоями.

- Исследовать состав, структуру и функциональные свойства многокомпонентных катодных СВС-материалов в системах "П-С-А1 и ТьС-А1-8ь

- Исследовать состав, структуру, механические и эксплуатационные свойства вакуумно-дуговых покрытий, полученных при использовании многокомпонентных СВС-катодов систем "П-С-А! и ТЬС-АЬБь

Научная новизна.

1. Изучены процессы горения и фазообразования, структура и функциональные свойства многокомпонентных СВС-прессованных катодных материалов в системе ТьС-А1-81 с содержанием 20, 25 и 30 % силумина состава А1-10% 81. Установлено, что продукты СВС представляют собой композиты на основе МАХ-фазы состава Т13А1С2, содержание которой составляет 82 - 84%.

2. Экспериментально установлены закономерности влияния составов и масс функциональных слоев на их свариваемость при СВС-прессовании многокомпонентных катодов с титановым или стальным основанием при использованиии экзотермических припоев. Показана взаимосвязь массы рабочего слоя и технологических параметров получения бездефектных многослойных СВС-катодов.

3. Изучены морфология, фазовый состав, микроструктура и механические свойства вакуумно-дуговых нитридных покрытий, полученных из многокомпонентных СВС-катодов систем Т1-С-А1 и И-С-А]^. Несмотря на более высокий ток дуги у СВС-катодов, за счет высокой температуры плавления объем микрокапельной фазы у покрытий из многоэлементных нитридов титана (И,А1)М и (Т^А^ОИ в 1,5 - 3 раза меньше, чем у покрытия из одноэлементного нитрида титана ИЫ.

Практическая значимость. Разработана экспериментальная технология получения в одну стадию СВС-прессованных многослойных катодов на металлическом основании с водоохлаждаемой полостью. Определены составы и масса функциональных слоев и технологические параметры, обеспечивающие получение в одну стадию бездефектных СВС-катодов при различных составах и размерах рабочего слоя. В отличие от технологий пайки или диффузионной сварки при СВС-прессовании не используются специальные припои, нагревательные устройства с защитной атмосферой и отсутствуют энергозатраты на нагрев соединяемых слоев.

Использование многокомпонентных СВС-материалов на основе тугоплавких соединений титана позволяет без сепарации плазменного потока получать вакуумно-дуговые покрытия с малым содержанием микрокапельной фазы и высоким уровнем механических и эксплуатационных свойств.

СВС-прессованнные материалы, полученные в системах ТьС-А1 и ТьС-А1-81, расширяют номенклатуру многокомпонентных катодных материалов для получения вакуумных катодно-дуговых покрытий.

Достоверность полученных результатов диссертационной работы подтверждается применением современного оборудования и аттестованных методик исследований, значительным количеством экспериментальных данных и применением статистических методов обработки результатов, сопоставлением полученных результатов с результатами других авторов.

На защиту выносятся:

1. Закономерности влияния составов и масс функциональных слоев на их свариваемость при СВС-прессовании многокомпонентных катодов с титановым или стальным основанием при использованию! экзотермических припоев.

2. Результаты исследования фазового состава, структуры и функциональных свойств многокомпонентных СВС-прессованных катодных материалов в системе Ti-C-Al-Si с содержанием 20, 25 и 30% силумина состава Al-10%Si.

3. Результаты исследования морфологии, фазового состава, микроструктуры, механических и эксплуатационных свойств вакуумных катод-но-дуговых нитридных покрытий, полученных го многокомпонентных СВС-катодов в системах Ti-C-Al и Ti-C-Al-Si.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: Международный симпозиум по СВС (Аттика, Греция, 2011 г.); Международной научно-практической конференции «Технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня» (С.Петербург, 2011 г.); Всероссийская научно-техническая интернет-конференция с международным участием (Самара, 2008, 2009, 2010 г.г.); Международная конференция НПМ-2010 (Волгоград, 2010 г.); Международной научно-практической конференция «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (С.-Петербург, 2010 г.); Международной научно-технической конференции «Металлдеформ-2009» (Самара, 2009 г.); Международной молодежной научной конференции «Туполевские чтения» (Казань, 2009 г.)

Работа выполнялась в рамках аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2011 годы)».

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 13 работ, в том числе 4 в изданиях, входящих в перечень рецензируемых журналов ВАК РФ, получен 1 патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 155 наименований. Диссертация изложена на 180 страницах машинописного текста и содержит 51 рисунок, 31 таблицу и 1 приложение на 2 листах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведена общая характеристика работы, обоснована актуальности выбранной темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследований.

В первой главе выполнен литературный обзор, в котором показано, что в настоящее время системы Ti-Al и Ti-Al-Si являются наиболее перспек-

тивными для получения износостойких покрытий на основе нитрида титана. Для получения указанных покрытий вместо нескольких раздельных одноком-понентных катодов целесообразно использовать один многокомпонентный катод соответствующего состава. При этом для уменьшения количества микрокапельной фазы алюминий- и кремнийсодержащие компоненты материала катода должны иметь максимально возможную температуру плавления. Определенные преимущества перед традиционными технологиями порошковой металлургии получения компактных материалов на основе тугоплавких соединений имеет метод СВС-прессования. Однако в настоящее время не разработана технология получения катодов с водоохлаждаемым элементом сложной формы непосредственно в процессе СВС-прессования. Кроме того, отсутствуют исследования по получению и свойствам вакуумно-дуговых покрытий го СВС-материалов системы Ti-C.

На основании обзора литературы сформулированы основные задачи диссертационной работы.

Во второй главе приводится описание исходных порошковых компонентов, методик исследования и используемое оборудование.

Приготовление экзотермической шихты производили в шаровой мельнице при соотношении масс шаров и шихты 3:1. Время смешивания составляло 4 часа. Односторонним прессованием в цилиндрической матрице получали шихтовые заготовки диаметром 54 мм с относительной плотностью 0,6 0,65. СВС-прессование осуществляли на гидравлическом прессе модели Д-1932 с давлением прессования 125 МПа.

Температуру горения определяли термопарным способом с использованием вольфрам-рениевых термопар ВР5/ВР20 диаметром 0,2 мм в лабораторном СВС-реакторе диаметром 30 мм. Сигнал от термопар записывали на персональный компьютер с использованием аналого-цифрового преобразователя.

Покрытия получали с использованием вакуумно-дуговой установки «Юнион». Покрытия наносили на цилиндрические образцы диаметром 15 мм и высотой 5 мм из стали Р6М5 термообработанной на твердость HRC 64 ; 65. Плоскую поверхность образцов подвергали шлифованию и полированию до Ra = 2 мкм. Образцы располагали плоской поверхностью фронтально относительно плазменного потока с дистанцией напыления 285 мм.

Металлографический анализ осуществляли на растровом электронном микроскопе (РЭМ) Jeol JSM-6390A. Элементный состав СВС-материалов и покрытий определяли методом рентгеноспектрального микроанализа (РСМА) на РЭМ Jeol JSM-6390A с приставкой Jeol JED-2200. Исследование нанотвердости покрытий проводили на нанотвердомере Agilent Technologies G200 Nano Indenter. Твердость и модуль упругости определяли по методике Оливера-Фарра. Нагрузку на индентор изменяли в интервале от 0,5 до 30 мН; глубина индентирования составляла 30 ^ 700 нм. Толщину покрытий определяли на поперечном изломе образцов на РЭМ Jeol JSM 6390А. Фазовый состав продуктов СВС и вакуумно-дуговых по-

крытий определяли методом рентгенофазового анализа (РФА) с использованием автоматизированного дифрактометра ARL X'trA (Thermo Scientific). Пористость материала рабочего слоя СВС-катодов определяли металлографическим методом. Измерение твердости материала рабочего слоя катодов по Роквеллу проводили на приборе ТК-2М.

Третья глава посвящена разработке экспериментальной технологии получения в одну стадию многокомпонентных СВС-прессованных катодов с водоохлаждаемым металлическим основанием.

Штатный катод установки «Юнион» имеет форму усеченного конуса с водоохлаждаемой донной частью (рис. 1а). Методом СВС-прессования невозможно получить высокоплотное изделие такой формы. Поэтому изготавливали многослойный катод. Соединение испаряемого рабочего слоя катода с металлическим основанием осуществляется непосредственно СВС-припоем в случае трехслойного катода (рис. ) б) или через промежуточный слой и СВС-припой для четырехслойного катода (рис. 1 в).

1 ! I

а б в

Рис. 1. Конструкции монолитного (а), трехслойного (б) и четырехслойного (в) катодов: I - рабочий слой; 2 - металлическое основание;

3 - СВС-припой; 4 - промежуточный слой Рассмотрены две схемы СВС-прессования многослойных катодов на металлическом основании. В первом варианте внутри водоохлаждаемой полости основания размещается стальная опора с асбестовым теплоизоля-тором (рис. 2а); во втором варианте полость заполняется сыпучим тепло-изолятором (рис. 26).

Рис. 2. Схемы СВС-прессования катодов с размещением внутри полости основания стальной опоры (а) и сыпучего теплоизолятора (б): 1 - пуансон; 2 - матрица: 3 - заготовка: 4 - песчаная оболочка: 5 - основание катода: 6 — асбестовый тепло-изолятор: 7 - стальная опора: 8 - спираль-нагреватель: 9 - сыпучий теплоизолятор

Согласно литературным данным в системе ТьС-А1 при стехиометриче-ском соотношении С/ТЧ = 1 в продуктах СВС кроме тугоплавкого карбида титана НС содержится легкоплавкий алюминий. При СШ < 1 в продуктах синтеза образуются МАХ-фазы, у которых температура плавления значительно выше, чем у алюминия. Поэтому при синтезе многокомпонентных СВС-прессованных катодных материалов рассматривали СВС-системы Н-С-А1 и Т1-С-Л1-Э1 на основе нестехиометркческого карбида Т1С0,5.

На первом этапе исследовали процесс СВС-прессования трехслойных катодов на титановом основании с расчетными составами рабочих слоев "ПС0,5-28% А1 и Т1Со 5-50% Т1'о,4А1ай (здесь и далее указывается массовое содержание компонентов). Масса рабочего слоя составляла 80 г. При такой массе рабочего слоя общая высота СВС-прессованного катода после механической обработки составляет примерно 25 мм. По сравнению с высотой штатного катода установки «Юнион», которая равна 45 мм, опытные образцы СВС-катодов можно определить как малогабаритные. Использовали технологическую схему с размещением внутри водоохлаждаемой полости стальной опоры (рис. 2а). Время от момента сгорания всего объема заготовки до приложения давления прессования или время задержки прессования составляло ?3 = 3+5 с; время выдержки под давлением прессования - г, = 20+25 с.

Высокоплотные СВС-прессованные материалы на основе тугоплавких соединений можно получить только при наличии в горячих продуктах синтеза жидкой фазы. В присутствии расплава тугоплавкие частицы имеют форму сфер примерно одинакового диаметра. Пластическая деформация частиц начинается после того, как достигнута плотнейшая упаковка. Объемная доля твердой фазы при плотнейшей упаковке монодисперсных сфер составляет ртах = 0,74; доля порового пространства: 6=1- р,пах = 0,26. Возможны два варианта структурного состояния твердожидких продуктов синтеза. В первом варианте доля жидкой фазы ть меньше объема порового пространства: гп1 < 0,26. Поэтому для получения беспористого материала необходима пластическая деформация твердой фазы. Во втором варианте объем жидкой фазы равен или больше объема порового пространства: от/ > 0,26. После кристаллизации жидкая фаза превращается в твердую фазу и в этом случае уплотнение продуктов синтеза до беспористого состояния обеспечивается без пластической деформации твердой фазы и характеризуется малым сопротивлением деформации. В итоге с точки зрения сопротивления деформации и компактируемости продукты СВС могут быть двух типов - "жесткие" СВС-материалы с малым содержанием жидкой фазы (т, < 0,26) или "мягкие" СВС-материалы с высоким содержанием жидкой фазы (ть > 0,26).

Результаты экспериментов показали, что, несмотря на высокую температуру горения Тг «жестких» СВС-припоев, лучшее качество соединения с титановым основанием наблюдается в случае применения «мягкого» СВС-припоя. Сварка практически по всей контактной поверхности основания

происходит при использовании «мягкого» СВС-припоя состава ТШ-25% Т1 массой 45 г (табл. 1).

Размеры титанового основания также оказывают влияние на качество соединения с СВС-припоем. Для уменьшения теплоотвода из зоны сварки металлическое основание должно иметь минимально возможные массу и размеры. Для титанового основания катода установлены следующие размеры: высота основания Я = 8 мм, толщина дна Дд = 1,3 мм (рис. 16).

Таблица 1. Характеристики СВС-припоя и их влияние на качество сварки с титановым основанием _

Состав СВС-припоя Температура Т„ К Шь Относительная площадь сварки

Т!С05-10%№ ТШ-10%П Т1В-25°/оП 2523 2323 2223 0,06 0,10 0,25 сварки нет ~ 80-95 % ~ 85-95 %

Несмотря на полученные в целом положительные результаты, использование титановых оснований для изготовления СВС- катодов из-за высокой стоимости титана и его сплавов было признано экономически нецелесообразным. Кроме того, у титановых оснований имеет место негативный краевой эффект - хорошая свариваемость в центральной зоне контактной поверхности и отсутствие сварки в периферийной зоне с массивными боковыми стенками. В этой связи дальнейшие исследования проводили с использованием оснований, изготовленных из нержавеющей стали 12Х18Н9Т. Рассматривали два расчетных состава рабочего слоя: ГПС0,5-25% А1 и Т1Со5-50% Т^А^б- Использовали технологическую схему с заполнением полости основания сыпучим теплоизолятором (рис. 26).

Стали различного назначения хорошо смачивает медь и для пайки нержавеющих сталей применяются медные припои. Поэтому в качестве базового СВС-припоя для стальных оснований был апробирован твердый сплав состава ТШ2-50% Си. Температура горения при синтезе сплава ТШ2-50% Си равна Тг = 2200 °С. Объемная доля жидкой фазы составляет ть = 0,33 и сплав является «мягким» СВС-припоем.

Сначала получали трехслойные катоды (рис 16). В трехслойных катодах удалось получить бездефектное соединение стального основания и СВС-припоя состава Т1В2-50% Си массой 45 г. Однако в процессе охлаждения заготовки происходило разрушение в зоне контакта рабочего слоя и СВС-припоя. Наиболее вероятно, что этот дефект вызван разной величины коэффициентов температурного расширения (КТР) функциональных слоев.

Для уменьшения влияния разной величины КТР на уровень температурных напряжений между рабочим слоем и СВС-припоем дополнительно формировали промежуточный слой. В результате СВС-катод представляет собой четырехслойное изделие (рис 1в). С целью повышения прочности металлической связки использовали промежуточный слой на основе дибо-

рида титана "ПВ2 с медноникелевой связкой состава Си-30% N1. Исследованные варианты составов и масс функциональных слоев приведены в табл. 2. Установлено, что бездефектные малогабаритные СВС-катоды на стальном основании с рабочим слоем в СВС-системах Тх-С-А1 и И-С-АЬ^ получаются при использовании СВС-припоя состава "ПВ2-45% Си массой 30 г и промежуточного слоя состава ТШ2-75% (Си-30% №) массой 15 г. Этот технологический вариант использовали для изготовления малогабаритных СВС-катодов на стальном основании с синтезом рабочего слоя составов Т1С0_5-хА1 и ТЮо,5-л-(А1-10%50, где х = 20, 25, 30 %. Для всех составов впервые в одну технологическую стадию получены бездефектные многослойные СВС-катоды.

Таблица 2. Влияние составов функционального слоев на качество малогабаритных СВС-катодов_

Состав Macca Состав ПС Масса Результат

СВС-припоя припоя, г ПС, г

TiBr50% Cu 35 TiB2-50% (Cu-30% Ni) 20 Нет соединения

РС и ПС

41- -II- TiB2-60% (Cu-30% Ni) -//- -II-

-II- -II- TiB,-70% (Cu-30% Ni) -//- -II-

TiBr45% 30 TiB2-70% (Cu-30% Ni) 15 -II-

Cu -II- TiB2-75% (Cu-30% Ni) -II- Бездефектная

-II- заготовка

Обозначения: РС - рабочий слой; ПС - промежуточный слой.

Выполнено экспериментальное исследование по СВС-прессованию полногабаритных катодов с массой рабочего слоя 200 г. Установлено, что технологические режимы СВС-прессования малогабаритных катодов не обеспечивают получение бездефектных полногабаритных катодов. Главная особенность СВС-прессования катодов с массивным рабочим слоем состоит в повышенном уровне средней температуры и сильной неоднородности распределения температуры и механических свойств по объему рабочего слоя. В результате исходная цилиндрическая форма рабочего слоя искажается, и он принимает форму гантели с утолщенной верхней и нижней частью. При охлаждении в спрессованной песчаной оболочке происходит растяжение и разрушение рабочего слоя по его минимальному поперечному сечению.

Были проведены экспериментальные исследования влияния временных параметров на закономерности СВС-прессования полногабаритных катодов. Установлено, что увеличение времени задержки прессования приводит к уменьшению искажения формы рабочего слоя, и он не разрушается. При длительной выдержке под давлением охлаждение многослойных продуктов синтеза происходит в поле сжимающих напряжений и оказывает положительное влияние на соединение функциональных слоев между собой. Для рабочего слоя массой 200 г время задержки прессования должно составлять не менее í3 = 10 15 с; время выдержки под давлением - не менее /в = 3,5 минут.

Выполнено уточнение составов и масс функциональных слоев при получении полногабаритных СВС-катодов. По сравнению с малогабаритными катодами металлическую связку СВС-припоя и промежуточного слоя формировали на основе никеля, который прочнее меди (табл. 3). Бездефектные заготовки катодов для всех составов рабочего слоя в системах Ть С-А1 и "П-С-А1^ были получены при использовании СВС-припоя состава Т®2-45% Си и промежуточЕЮго слоя из порошка никеля.

Таблица 3. Влияние составов функциональных слоев на качество полногаба-)итных СВС-катодов_____

Состав Масса Состав ПС Масса Результат

СВС-припоя припоя, г ПС, г

Толщина дна основания Ад = 2,00 ± 0,05 мм

Т!В2-55% 30 ИВ2-70% N1 15 Нет соединения РС

(Си-70% №) -II- № -II- и припоя Краевой эффект на основании

Тошцинадна основания Дд= 1,75 ± 0,05 мм

ТП?2-55% 30 № 10 Краевой эффект на

(Си-70% М) та2-45% Си -II- -II- -II- основании Бездефектная заготовка

По сравнению с малогабаритными катодами технология СВС-прессования полногабаритных катодов отличается составом промежуточного слоя - вместо СВС-композиции ТШ2-75% (Си-30 % N0 используется инертный никель — и временными параметрами процесса. Естественно возникает вопрос о получении малогабаритных катодов по технологии СВС-прессования полногабаритных катодов. В этой связи была проведена серия соответствующих экспериментов. Получали малогабаритные катоды с массой рабочего слоя 70 г, промежуточным слоем из никеля массой 10 г и СВС-припоем состава ТШ2-45 % Си массой 30 г. По сравнению с технологией получения полногабаритных катодов были изменены временные параметры цикла СВС-прессования: время задержки прессования составляло 13 = 3 5 с, время выдержки под давлением /в = 1,5 минуты. Для всех расчетных составов рабочего слоя были получены бездефектные заготовки. Этот результат свидетельствует об универсальном характере разработанной экспериментальной технологии СВС-прессования многослойных катодов на стальном основании с синтезом рабочего слоя в системах Т1-С-А1 и И-С-А1-8ь

В четвертой главе выполнено исследование фазового состава, структуры и функциональных свойств СВС-прессованных катодных материалов.

Для системы И-С-А1 исследовали композиции с содержанием 20, 25 и 30% алюминия; для системы ТьС-А1-51 - с содержанием 20, 25 и 30% силумина расчетного состава А1-10% Б!. Результаты РФА показали, что продукты синтеза рабочего слоя для системы ТьС-А! являются двухфазными

(табл. 4). Основной фазой является МАХ-фаза состава И3А1С2. В рабочем слое расчетных составов 'ПС0 3-20% А1 и ТЮ0,5-25% А1 помимо МАХ-фазы Т!3А1С2 присутствует карбид титана НС, а в рабочем слое расчетного состава "ПСо|5-30% А1 - интерметаллид А13Т]. Вместе с тем, массовое содержание вторых фаз в продуктах синтеза не превышает 5% и можно считать, что рабочий слой СВС-катодов представляет собой однофазный продукт -МАХ-фазу Т13А1С2.

Таблица 4. Результаты РФА рабочего слоя СВС-катодов

Расчетный состав рабочего слоя катода Фазовый состав рабочего слоя катода

TiC0 5-20% Al TiC0 5-25% Al TiCor30% Al 95% Ti3AlC2-5% TiC 98% Ti3AlC2-2 % TiC 98% Ti3AlC2-2% Al3Ti

TíC.O-5-20% (Al-10% Si) TiC0 5-25% {Al-l0% Si) TiC0,5-30% (Al-10% Si) 84,2% Ti3AlC2-12% TiC-2,8% Al3Ti-l% Ti,Si3 83,4% Ti3AlCr 10,2% TiC-5% Al3Ti-l ,4% TiSi2 81,6% Ti3AlC2-9% TiC-7,8% Al3Ti-1,6% TiSi2

Продукты синтеза системы Ti-C-Al-Si являются многофазными (табл. 4) и состоят из МАХ-фазы Ti3AlC2, карбида TiC, алюминида титана Al3Ti и силицидов титана TisSi3 (при 20 и 25% силумина) или TiSi2 (при 30% силумина). Содержание основной фазы, которой является МАХ-фаза Ti3AlC2, в зависимости от расчетного состава рабочего слоя составляет 82^84%. На второй позиции по количественному содержанию находится карбид титана TiC (9< 12%); затем следуют алюминид титана Al3Ti (2,8^7,8%) и силициды титана (1-] ,6%). Причем с увеличением расчетного содержания силумина происходит уменьшение доли карбидов и увеличивается содержание алюминида и силицидов титана.

Типичные микроструктуры материала рабочего слоя систем Ti-C-Al и Ti-C-Al-Si представлены на рис. 3. По результатам РФА и РСМА были идентифицированы структурные составляющие. Пластинчатые зерна представляют собой МАХ-фазу состава Ti3AlC2. Мелкодисперсные округлые частицы идентифицированы как карбид титана TiC или силициды титана Ti5Si3 или TiSi2. Темная прослойка по границам пластинчатых зерен МАХ-фазы является алюминидом титана Ai3Ti.

Рис. 3. Микроструктуры рабочего слоя СВС-прессованных катодов расчетных составов ПС(| 5-30% А1 (а) и ПС,, <-20% (А)-10% 81) (б)

Результаты элементного анализа в поперечном сечении СВС-катодов показали, что компоненты СВС-припоя и промежуточного слоя не проникают в рабочий слой и не изменяют его состав. Распределение элементов вдоль оси и радиуса является практически однородным, что свидетельствует о химической однородности всего объема рабочего слоя.

Параметры процесса электродугового испарения зависят от электропроводности, теплопроводности и температуры плавления материала гомогенного катода или фаз композиционного катода. Интегрально эти физические свойства определяют основное функциональное свойство катодного материала - минимальный ток дуги, при котором дуговой разряд будет самоподдерживающимся.

Проведен сравнительный анализ физических и функциональных свойств СВС-катодов систем ТьС-А1 и И-С-АЬБь Фазы СВС-катодов имеют либо меньшее, либо незначительно большее электросопротивление, чем титан, и могут использоваться в качестве электропроводящих материалов катодов вакуумно-дуговых устройств. Эксперименты показали, что для всех составов СВС-катодов дуга поджигается и стабильно горит в течение всего процесса осаждения покрытия в штатном режиме.

По температуре изотермических площадок на термограммах горения выполнена приближенная оценка температуры плавления МАХ-фазы состава Т13А1С2. Получено, что температура плавления этого соединения примерно равна 2100 °С и больше температуры плавления титана, равной 1660 °С. Более высокая температура плавления МАХ-фазы И3А1С2 обуславливает и более высокий ток дуги СВС-катодов по сравнению с титановым катодом: 100 н- 130 А для СВС-катодов и 80 А для титанового катода. Вместе с тем для всех исследованных составов СВС-катодов функционирование установки «Юнион» происходит в штатном режиме.

Пористость рабочего слоя СВС-прессованных катодов всех исследованных составов меньше 5% и горение дуги происходит стабильно без скачков давления в вакуумной камере. Твердость рабочих слоев не превышает ЬША 80 и при шлифовании заготовок катодов не требуется применение сверхтвердого абразивного инструмента.

В пятой главе приводятся результаты исследования морфологии, состава, микроструктуры и свойств вакуумно-дуговых покрытий, полученных с использованием СВС-катодов систем ТьС-А1 и ТЬС-АЬБь По сравнению с титановым катодом использование многокомпонентных СВС-катодов на основе соединений титана обеспечивает повышение практически всех исследованных показателей качества и свойств покрытий. Только по скорости роста покрытий более тугоплавкие многокомпонентные СВС-катоды уступают титановым катодам.

Несмотря на более высокий ток дуги, объем микрокапельной фазы у покрытий из многоэлементных нитридов (Т1,А1)К и (Т1,А1,80М, полученных из СВС-катодов, в 1,5^3 раза меньше, чем у покрытия из одноэле-

ментного нитрида TiN. Микроструктура покрытий (Ti,Al)N и (Ti,Al,Si)N не фрагментирована на столбчатые элементы; размер субзерен в 2+2,5 раза меньше, чем у покрытия TiN и составляет 30+36 нм. При примерно одинаковой нанотвердости Н (табл. 5), покрытия из СВС-катодов за счет более низкого модуля упругости Е существенно превосходят покрытия из нитрида титана по стойкости к упругой деформации разрушения HIE и сопротивлению пластической деформации Н'/Ег. Покрытие (Ti,Al,Si)N, полученное из СВС-катода расчетного состава TiCo5-20% (Al-10% Si), имеет среднюю нанотвердость #= 41 ГПа и является сверхтвердым.

Таблица 5. Толщина А и механические свойства покрытий из СВС-прессованных катодов при глубине индентирования 100 ± 20 нм_

Состав катода h, мкм H, ГПа E, ГПа HIE rf/E2

ВТ1-00 2,68 28-30 555 0,052 0,079

TiC0 5-20% А1 1,37 26-29 290 0,095 0,247

TiC01-25% А1 1,27 28-30 350 0,080 0,199

TiC0 5-30% А1 1,30 26-28 325 0,083 0,186

TiC0 s-20% (А1-10% Si) 2,17 40-42 450 0,091 0,34

TiC0 s-25% (Al-10% Si) 1,22 23-26 277,5 0,088 0,19

TiC0 5-30% (Al-10% Si) 1,02 25-26 295,5 0,086 0,19

По результатам элементного анализа подтверждена закономерность по изменению состава покрытий по сравнению с составом многокомпонентных катодов систем Т1-С-А1 и ТьС-А1-8] в направлении уменьшения доли легких элементов - алюминия и кремния. Этот эффект обусловлен самораспылением легких элементов у поверхности покрытия. В составе всех покрытий, полученных из углеродсодержащих катодных СВС-материалов, углерод на обнаружен. Отсутствие углерода или очень малое его количество в микрокапельной фазе покрытия, по-видимому, обусловлено тем, что за время движения первоначально жидкие тугоплавкие карбиды СВС-материала успевают закристаллизоваться и отражаются от поверхности покрытия. Углерод, входящий в состав ионной фазы, может самораспыляться у поверхности покрытия. Все покрытия, полученные из СВС-катодов, являются однофазными и представляют собой кубический нитрид титана состава (ДА^Ы при использовании катодов системы ТьС-А1 и состава ('П,А1,50К для катодов системы ТьС-А1-8к Проведены опытно-промышленные испытания эксплуатационных свойств вакуумно-дугового покрытия (Т!,А1,8^, полученного из многокомпонентного СВС-катода расчетного состава Т1Со 5-20% (А1-10% Б!). При фрезеровании вольфрамо-медного сплава стойкость концевых фрез с покрытием (П,А1,80М в 2+3 раза больше стойкости фрез с покрытием ТШ, полученного из титанового катода с магнитной сепарацией плазменного потока ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Исследованы закономерности горения порошковых смесей рабочего слоя ТьС-/\1 и Т5-С-А1-81, синтеза многокомпонентных продуктов горения и их взаимодействия с другими функциональными слоями.

2. На основе способа одностадийного СВС-прессования многослойных композиционных материалов разработана экспериментальная технология получения в одну стадию многокомпонентных СВС-катодов на стальном основании с синтезом рабочего слоя в системах Ti-C-Al и Ti-C-Al-Si. Бездефектные СВС-катоды при различных составах и массах рабочего слоя получаются при использовании оснований из стали 12X18Н9Т с толщиной дна Ад = 1,75 ± 0,05 мм; СВС-припоя состава TiB2-45% Си массой 30 г и промежуточного слоя из порошка никеля массой 10 г. При СВС-прессовании полногабаритных катодов с массой рабочего слоя тк = 200 г время задержки прессования должно составлять 10 15 с; время выдержки под давлением - не менее 3,5 минут. При получении малогабаритных катодов с тк = 70 г время задержки прессования составляет 3 н- 5 с; время выдержки под давлением -1,5 минуты.

3. Выполнены исследования фазового состава и микроструктуры многокомпонентных СВС-прессованных катодных материалов. Продукты синтеза системы Ti-C-Al являются двухфазными и на 95^98% состоят из МАХ-фазы состава Ti3AlC2. При содержании в СВС-шихте 20 и 25% алюминия в продуктах синтеза образуется 5 и 2% карбида титана TiC. Если СВС-шихта содержит 30% алюминия, то вместо карбида TiC образуется 2% ингерметашшда Al3Ti. Продукты синтеза системы Ti-C-Al-Si состоят из МАХ-фазы Ti3AlC2, карбида TiC, алюминида титана Al3Ti и силицидов титана Ti5Si3 или TiSi2. В зависимости от расчетного содержания силумина состава AI-10% Si объемная доля МАХ-фазы Ti3AlC2 составляет 82 ^ 84%; карбида титана TiC - 9 + 12%; алюминида титана Al3Ti - 2,8 ^ 7,8% и силицидов титана 1 1,6%. Причем с увеличением содержания силумина происходит уменьшение доли карбидов и увеличивается содержание алюминида и силицидов титана.

4. Из анализа термограммам горения получено, что температура плавления МАХ-фазы Ti3AlC2 составляет примерно 2100 °С и больше температуры плавления титана, равной 1660 °С. Более высокая температура плавления карбида Ti3AlC2 обуславливает и более высокий ток дуги СВС-катодов по сравнению с титановым катодом. Вместе с тем для всех исследованных составов СВС-катодов функционирование установки «Юнион» происходит в штатном режиме и получены вакуумно-дуговые покрытия на основе нитрида титана.

5. Все покрытия, полученные из СВС-катодов, являются однофазными и представляют собой кубический нитрид титана состава (Ti, A1)N при использовании катодов системы Ti-C-Al и состава (Ti, Al, Si)N для катодов системы Ti-C-Al-Si. По сравнению с титановым катодом использование многокомпонентных СВС-катодов обеспечивает повышение практически всех исследованных показателей качества и свойств покрытий. Несмотря на более высокий ток, объем микрокапельной фазы у покрытий из многоэлементных нитридов (Ti, A1)N и (Ti, Al, Si)N в 1,5 н- 3 раза меньше, чем у покрытия из одноэлементного нитрида TiN. Микроструктура покрытий (Ti, A1)N и (Ti, Al, Si)N не фрагментирована на столбчатые элементы; размер субзерен в 2 ^ 2,5 раза меньше, чем у покрытия TiN. При примерно одинаковой твердости

покрытия из СВС-катодов за счет более низкого модуля упругости существенно превосходят покрытия из нитрида тагана по стойкости к упругой деформации разрушения и сопротивлению пластической деформации. Покрытие, полученное из СВС-катода расчетного состава TiCo,5-20% (AI-10% Si), имеет нанотвердость #= 40 + 42 ГПа и является сверхтвердым.

6. Проведены опытно-промышленные испытания эксплуатационных свойств вакуумно-дугового покрытия (Ti, AI, Si)N, полученного из СВС-катода расчетного состава TiCo,5-20% (AI-10% Si). При фрезеровании вольфрамо-медного сплава стойкость твердосплавных фрез с покрытием (Ti, AI, Si)N в 2+3 раза больше стойкости фрез с покрытием TiN, полученного из титанового катода с магнитной сепарацией плазменного потока.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы:

В изданиях из перечня ВАК:

1.Федотов, А.Ф. Получение многокомпонентных СВС-прессованных катодов на основе тугоплавких соединений титана для нанесения вакуум-но-дуговых покрытий [Текст] / А.Ф. Федотов, А.П. Амосов, A.A. Ермошкин, Е.И. Латухин, С.И. Алтухов // Известия ВУЗов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия, 2011, №1, С. 46-51.

2. Амосов, А.П. СВС-прессование металлокерамических заготовок многокомпонентных катодов для нанесения ионно-плазменных покрытий [Текст] / А.П. Амосов, A.A. Ермошкин, А.Ф. Федотов, В.Н. Лавро, Е.И. Латухин, К.С. Сметании, С.И. Алтухов // Заготовительные производства в машиностроении, 2011, №8, С. 43-45.

3. Амосов, А.П. Исследование процесса СВС-прессования многокомпонентных катодов на основе системы Ti-B дая нанесения вакуумно-дуговых покрытий [Текст] / А.П. Амосов, A.A. Ермошкин, А.Ф. Федотов, В.Н. Лавро, Е.И. Латухин, К.С. Сметанин, С.И. Алтухов // Известия Самарского научного цетра РАН: Самара, 2011, №4, Т.13, С.77-83.

4. Федотов, А.Ф. Получение вакуумно-дуговых Ti-Al-N-покрытий с использованием многокомпонентных СВС-прессованных катодов [Текст] / А.Ф. Федотов, А.П. Амосов, A.A. Ермошкин, В.Н. Лавро, Е.И. Латухин, К.С. Сметанин, С.И. Алтухов // Известия ВУЗов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. -2012. -№1 С. 58-65.

В других изданиях:

5. Ермошкин, A.A. Разработка многокомпонентных СВС-прессованных катодов для нанесения износостойких покрытий [Текст] / A.A. Ермошкин // XVII Международная молодежная научная конференция «Туполевские чтения», Казань: КГТУ им. А.Н. Туполева, 2009, С. 116-118.

6. Ермошкин, A.A. Наноструктурированные ионно-плазменные покрытия из СВС-прессованных катодов на основе карбида титана [Текст] / A.A. Ермошкин, А.П. Амосов, А.Ф. Федотов, В.Н. Лавро, КС. Сметанин, С.И. Алтухов // V Международная конференция «Новые перспективные материалы и технология их получения НПМ-2010», Волгоград: ВолГТУ, 2010, С. 47-49.

7. Ермошкин, A.A. Разработка многокомпонентных СВС-прессованных катодов на основе TiC для нанесения наноструктурированных покрытий [Текст] / A.A. Ермошкин // IV Всероссийская студенческая научная конференция «Студенческая наука и медицина XXI века: традиции, инновации и приоритеты», Самара: СГАУ, 2010, С. 76-77.

8. Ермошкин, A.A. Разработка технологии получения многокомпонентных СВС-прессованных катодов на основе Ti-C для нанесения износостойких покрытий [Текст] / A.A. Ермошкин // 9 международная научно-практическая конференция «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», СПб.: ИОА СОР АН, 2010, С. 262-263.

9. Ермошкин, A.A. Разработка многокомпонентных СВС-катодов на основе систем Ti-C и Ti-B для нанесения наноструктурированных вакуум-но-дуговых покрытий [Текст] / A.A. Ермошкин, А.П. Амосов, А.Ф. Федотов, В.Н. Лавро, Е.И. Латухин, К.С. Сметанин // IV Всероссийская конференция по наноматериалам НАНО-2011, М.,2011, С. 315.

10. Amosov, А.Р. SHS compacting multi-component cathodes on the base of high-melting titanium compounds for arc-physical vapour deposition of nano-composite coating [Text] / A.P. Amosov, A.A. Ermoshkin, A.F. Fedotov, V.N. Lavro, E.I. Latuhin, K.S. Smetanin, S.I. Altuhov // XI International Symposium Self-Propagating High Temperature Synthesis (SHS-2011), Attica: GREECE, 2011, P. 201-202.

11. Ермошкин, A.A. Вакуумно-дуговые покрытия, полученные из многокомпонентных СВС-прессованных катодов системы Ti-C-Al-Si [Текст] / A.A. Ермошкин, А.Ф. Федотов, В.Н. Лавро, К.С. Сметанин // 13-й Международная научно-практическая конференция «Технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня», С.Петербург, 2011, С. 122-127.

12. Захаров, Д.А. Упрочнение твердосплавных фрез ионно-плазменным покрытием (TiAlSi)N из катода марки СВС [Текст] / Д.А. Захаров, A.A. Ермошкин, А.П. Амосов, В.Н. Лавро // Известия Самарского научного центра РАН: Самара, 2011, №4(3) - Приложение, Т.13, С.119-120.

13. Амосов, А.П. Получение и исследование свойств ионно-плазменных покрытий с использованием многокомпонентных СВС-прессованных катодов га основе тугоплавких соединений титана [Текст] / А.П. Амосов, В.Н. Лавро, А.Ф.Федотов, С.И. Алтухов, A.A. Ермошкин // Известия Самарского научного центра РАН: Самара, 2011, №4(3) - Приложение, Т.13, С.16-18.

По результатам диссертационной работы получен патент РФ на изобретение: Патент № 24119516 РФ. МПК B22F3/23. Устройство для получения двухслойных катодов электродугового испарителя реакционным спеканием под давлением / Амосов А.П., Ермошкин A.A., Федотов А.Ф.; приоритет от 12.05.2009. Заявка 2009118002/02. Опубл. 27.05.2011 г. Бюлл. № 15.

Автореферат отпечатан с разрешения диссертационного совета Д212.217.01 ФГБОУ ВПО «Самарский государственный технический университет» (протокол № 12 от 18 мая 2012 г.) Заказ №323 Тираж 120 экз. Отпечатано на ризографе. ФГБОУВПО «Самарский государственный технический университет» Отдел типографии и оперативной печати 443100 г. Самара ул. Молодогвардейская, 244.

ВВЕДЕНИЕ

1 Литературный обзор

1.1 Вакуумно-дуговой метод нанесения износостойких покрытий

1.2 Получение, состав и свойства многокомпонентных покрытий на основе нитрида титана

1.3 Методы получения многокомпонентных катодов на основе титана

1.4 Общая характеристика процессов СВС и технологии СВС-прессования

1.5 СВС-материалы, получаемые в системах Т1-С-А1 и Т1-С-А1

2 Материалы, технологическое оборудование и методы исследования

2.1 Исходные порошковые компоненты. Приготовление шихтовых заготовок

2.2 Методика исследования термокинетических параметров экзотермических шихт

2.3 Технологическое оборудование

2.3.1 Технологическое оборудование для проведения СВС-прессования

2.3.2 Технологическое оборудование для получения вакуумно-дуговых покрытий

2.4 Методики исследования состава, структуры и свойств

2.4.1 Металлографический и химический анализ

2.4.2 Исследование фазового состава

2.4.3 Исследование механических свойств 43 2.5. Технологические основы процесса СВС-прессования

2.5.1 Базовая технологические оснастка

2.5.2 Технологические параметры процесса СВС-прессования

3 Разработка опытной технологии изготовления методом СВС-прессования многокомпонентных катодов электродуговых испарителей

3.1 Технологическая схема и устройство для получения СВС-прессованных катодов на металлическом основании

3.2 Базовые составы СВС-систем для синтеза рабочего слоя катода

3.3 Разработка опытной технологии СВС-прессования многокомпонентных катодов с титановым основанием

3.3.1 Физическая модель деформирования и уплотнения твердожидких продуктов СВС

3.3.2 Экспериментальные составы рабочего слоя и СВС-припоя

3.3.3 Результаты экспериментальных исследований СВС-прессования многослойных катодов с титановым основанием

3.4 Разработка опытной технологии СВС-прессования многокомпонентных катодов на стальном основании

3.4.1 Устройство для СВС-прессования многослойных катодов на стальном основании

3.4.2 Экспериментальные исследования процесса СВС-прессования трехслойных катодов

3.4.3 Экспериментальные исследования процесса СВС-прессования четырехслойных катодов

3.5 Разработка опытной технологии СВС-прессования полногабаритных многокомпонентных катодов

3.5.1 Закономерности процесса СВС-прессования среднега-баритных катодов

3.5.2 Влияние толщины дна основания на закономерности процесса СВС-прессования полногабаритных катодов

3.5.3 Влияние временных параметров цикла прессования на закономерности процесса СВС-прессования полногабаритных катодов

3.5.4 Влияние составов функциональных слоев на закономерности процесса СВС-прессования полногабаритных катодов

3.6 Выводы по главе

4 Фазовый состав, структура и функциональные свойства СВС-прессованных катодных материалов

4.1 Выбор расчетных составов рабочего слоя в СВС-системах ТьС-А1 и ТьС-А1

4.2 Фазовый состав и структура СВС-прессованных материалов систем ТьС-А1 и ТьС-А!^

4.2.1 Фазовый состав и структура СВС-прессованных материалов системы Т1-С-А

4.2.2 Фазовый состав и структура СВС-прессованных материалов системы Тл-С-А1

4.3 Состав переходных зон многослойных СВС-прессованных катодов

4.4 Функциональные свойства СВС-прессованных катодных материалов систем Т1-С-А1 и Т1-С-А1

4.5 Выводы по главе

5 Результаты исследования фазового состава, структуры и свойств вакуумно-дуговых покрытий, полученных из СВС-прессованных катодов

5.1 Фазовый состав, структура и свойства покрытий, полученных из СВС-прессованных катодов системы ТьС-А1 119 5.1.1 Морфологические характеристики поверхности вакуум-но-дуговых покрытий

5.1.2 Элементный состав вакуумно-дуговых покрытий

5.1.3 Микроструктура и фазовый состав вакуумно-дуговых покрытий \

5.1.4 Механические свойства вакуумно-дуговых покрытий 13 О

5.2 Фазовый состав, структура и свойства вакуумно-дуговых покрытий, полученных из СВС-прессованных катодов системы Ti-C-Al-Si

5.2.1 Морфологические характеристики поверхности вакуумно-дуговых покрытий

5.2.2 Элементный состав вакуумно-дуговых покрытий

5.2.3 Микроструктура и фазовый состав вакуумно-дуговых покрытий

5.2.4 Механические свойства вакуумно-дуговых покрытий

5.3 Эксплуатационные свойства режущего инструмента с покрытиями из СВС-катодов

5.4 Выводы по главе 153 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 155 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 160 ПРИЛОЖЕНИЕ

Акты использования материалов диссертационной работы

При большом разнообразии условий работы деталей машин и инструмента во многих случаях наиболее нагруженным является поверхностный слой. Повышение ресурса таких технических объектов достигается применением поверхностного упрочнения, в том числе нанесением покрытий. Среди существующих методов широко применяется метод формирования покрытий из потоков металлической плазмы вакуумной дуги. Наибольшее распространение получили вакуумно-дуговые покрытия на основе нитрида титана. Однако покрытия из одноэлементного нитрида титана практически исчерпали свой потенциал и не отвечают современным техническим требованиям. В последнее время интенсивно развиваются исследования по получению многокомпонентных и композиционных покрытий. Существенное повышение физико-механических и эксплуатационных свойств достигается при введении в покрытие из нитрида титана алюминия и/или кремния.

Получение многокомпонентных покрытий вакуумно-дуговым методом требует осаждения на подложку многокомпонентных потоков плазмы. Эти потоки могут быть получены одновременным испарением раздельных одно-компонентных катодов или одного многокомпонентного катода. При использовании раздельных катодов необходимый элементный состав потока достигается сложным и трудоемким подбором технологических режимов распыления каждого из катодов, состава и давления реакционного газа. Поэтому перспективными являются технологии, в которых многокомпонентные покрытия получают из одного катода, содержащего необходимые компоненты в нужном соотношении.

Главным недостатком вакуумно-дугового метода является наличие в плазме большого количества микрокапель испаряемого материала катода, существенно ухудшающих эксплуатационные свойства покрытий. Эта проблема решается путем использования разнообразных устройств для сепарации плазмы, что усложняет и удорожает вакуумно-дуговые установки. Количество капельной фазы уменьшается при росте температуры плавления катодного материала. В этой связи актуальной представляется разработка методов и технологий получения многокомпонентных катодов на основе ме-таллоподобных тугоплавких соединений титана.

Традиционно материалы на основе тугоплавких соединений получают спеканием или горячим прессованием. Эти технологии являются энергоемкими, многостадийными, требуют дорогостоящих печей с защитной атмосферой или вакуумом. Кроме того, сами тугоплавкие компоненты получают в основном также энергоемким печным синтезом. Альтернативой технологиям печного синтеза и спекания служит самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС). В основе СВС лежат реакции экзотермического взаимодействия химических элементов или соединений, протекающих в режиме горения. Процесс синтеза целевого продукта идет за счет тепла химических реакций и не требует внешней энергии для нагрева. Высокоэкзотермические реакции позволяют вводить в порошковую смесь реагентов инертные компоненты и получать самые разнообразные по составу материалы.

Проведение в одной установке сначала СВС, а затем силового уплотнения горячих продуктов синтеза (технология СВС-прессования) позволяет в одну стадию получать высокоплотные заготовки из материалов на основе тугоплавких соединений. Синтез целевого материала из шихтовой заготовки в режиме горения происходит за 5-КО с, а продолжительность одного цикла СВС-прессования составляет не более 1(Н15 мин. Изготовление аналогичной заготовки спеканием инертных порошков под давлением длится несколько часов. Высокая производительность, низкая энергоемкость, простота основного оборудования и возможность синтеза разнообразных по составу материалов обуславливают актуальность проведения исследований по получению методом СВС-прессования многокомпонентных катодов на основе тугоплавких соединений титана.

В НИТУ «МИСиС» разработана СВС технология получения многослойных и функционально-градиентных мишеней на основе карбидов, боридов, силицидов, нитридов, оксидов методом СВС, совмещенная с напайкой продуктов синтеза к металлической пластине через слой припоя, для ионно-плазменного и ионно-лучевого напыления функциональных и многофункциональных покрытий. Ряд мишеней на основе боридов титана и хрома был успешно применен в технологии импульсного вакуумно-дугового осаждения покрытий.

При этом исследования по применению СВС - мишеней на основе карбида титана в технологии вакуумного катодно-дугового испарения до настоящего времени не проводились.

Научная новизна.

1. Изучены процессы горения и фазообразования, структура и функциональные свойства многокомпонентных СВС-прессованных катодных материалов в системе ТьС-А1-81 с содержанием 20, 25 и 30 % силумина состава А1-10% 8г. Установлено, что продукты СВС представляют собой композиты на основе МАХ-фазы состава Т13А1С2, содержание которой составляет 82 ^ 84%.

2. Экспериментально установлены закономерности влияния составов и масс функциональных слоев на их свариваемость при СВС-прессовании многокомпонентных катодов с титановым или стальным основанием при исполь-зованиии экзотермических припоев. Показана взаимосвязь массы рабочего слоя и технологических параметров получения бездефектных многослойных СВС-катодов.

3. Изучены морфология, фазовый состав, микроструктура и механические свойства вакуумно-дуговых нитридных покрытий, полученных из многокомпонентных СВС-катодов систем Тл-С-А1 и ТьС-А1-81. Несмотря на более высокий ток дуги у СВС-катодов, за счет высокой температуры плавления объем микрокапельной фазы у покрытий из многоэлементных нитридов титана (Тл,А1)Ы и (П,А1,81)1М в 1,5 3 раза меньше, чем у покрытия из одноэлементного нитрида титана Т11чГ.

Практическая значимость.

Разработана экспериментальная технология получения в одну стадию СВС-прессованных многослойных катодов на металлическом основании с водоохлаждаемой полостью. Определены составы и масса функциональных слоев и технологические параметры, обеспечивающие получение в одну стадию бездефектных СВС-катодов при различных составах и размерах рабочего слоя. В отличие от технологий пайки или диффузионной сварки при СВС-прессовании не используются специальные припои, нагревательные устройства с защитной атмосферой и отсутствуют энергозатраты на нагрев соединяемых слоев.

Использование многокомпонентных СВС-материалов на основе тугоплавких соединений титана позволяет без сепарации плазменного потока получать вакуумно-дуговые покрытия с малым содержанием микрокапельной фазы и высоким уровнем механических и эксплуатационных свойств.

СВС-прессованнные материалы, полученные в системах Т1-С-А1 и Тл-С-А1-81, расширяют номенклатуру многокомпонентных катодных материалов для получения вакуумных катодно-дуговых покрытий.

Достоверность полученных результатов диссертационной работы подтверждается применением современного оборудования и аттестованных методик исследований, значительным количеством экспериментальных данных и применением статистических методов обработки результатов, сопоставлением полученных результатов с результатами других авторов.

На защиту выносятся:

1. Закономерности влияния составов и масс функциональных слоев на их свариваемость при СВС-прессовании многокомпонентных катодов с титановым или стальным основанием при использованиии экзотермических припоев.

2. Результаты исследования фазового состава, структуры и функциональных свойств многокомпонентных СВС-прессованных катодных материалов в системе Т1-С-А1-81 с содержанием 20, 25 и 30% силумина состава А1-10% 81.

3. Результаты исследования морфологии, фазового состава, микроструктуры, механических и эксплуатационных свойств вакуумных катодно-дуговых нитридных покрытий, полученных из многокомпонентных СВС-катодов в системах ТЧ-С-А! и ТьС-А1-8ь

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: Международный симпозиум по СВС (Аттика, Греция, 2011 г.); Международной научно-практической конференции «Технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня» (С.-Петербург, 2011 г.); Всероссийская научно-техническая интернет-конференция с международным участием (Самара, 2008, 2009, 2010 г.г.); Международная конференция НПМ-2010 (Волгоград, 2010 г.); Международной научно-практической конференция «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (С.-Петербург, 2010 г.); Международной научно-технической конференции «Металлдеформ-2009» (Самара, 2009 г.); Международной молодежной научной конференции «Туполевские чтения» (Казань, 2009 г.)

Благодарности. Автор выражает благодарность научному руководителю доктору технических наук Федотову А.Ф., а также заведующему кафедрой «Металловедение, порошковая металлургия, наноматериалы» Самарского государственного технического университета доктору физико-математических наук профессору Амосову А.П. за всестороннее содействие и неоценимую помощь при проведении исследований в рамках настоящей работы.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Результаты работы могут быть использованы при получении многокомпонентных СВС-катодов на основе других СВС-систем и для;, других установок оборудования по нанесению ионно-плазменных покрытий.

Из вышесказанного можно сделать основные выводы:

1. Исследованы закономерности горения порошковых смесей рабочего слоя Ti-C-Al и Ti-C-Al-Si, синтеза многокомпонентных продуктов горения и их взаимодействия с другими функциональными слоями.

2. На основе способа одностадийного СВС-прессования мнргослойных композиционных материалов разработана экспериментальная технология получения в одну стадию многокомпонентных СВС-катодов на стальном основании с синтезом рабочего слоя в системах Ti-C-Al и Ti-C-Al-Si. Бездефектные СВС-катоды при различных составах и массах рабочего слоя получаются при использовании оснований из стали 12Х18Н9Т с толщиной дна Ад = 1,75 ± 0,05 мм; СВС-припоя состава TiB2-45% Си массой 30 г и промежуточного слоя из порошка никеля массой 10 г. При СВС-прессовании полногабаритных катодов с массой рабочего слоя тРС = 200 г время задержки прессования должно составлять 10 -М5 с; время выдержки под давлением - не менее 3,5 минут. При получении малогабаритных катодов с тРС = 70 г время задержки прессования составляет 3 5 с; время выдержки под давлением -1,5 минуты.

3. Выполнены исследования фазового состава и микроструктуры многокомпонентных СВС-прессованных катодных материалов. Продукты синтеза системы Ti-C-Al являются двухфазными и на 95^98% состоят из МАХ-фазы состава Ti3AlC2. При содержании в СВС-шихте 20 и 25% алюминия в продуктах синтеза образуется 5 и 2% карбида титана TiC. Если СВС-шихта содержит 30% алюминия, то вместо карбида TiC образуется 2% интерметаллида Al3Ti. Продукты синтеза системы Ti-C-Al-Si состоят из МАХ-фазы Ti3AlC2, карбида TiC, алюминида титана Al3Ti и силицидов титана Ti5Si3 или TiSi2. В зависимости от расчетного содержания силумина состава Al-10% Si объемная доля МАХ-фазы Ti3AlC2 составляет 82 ^ 84%; карбида титана TiC -9 + 12%; алюминида титана Al3Ti - 2,8 7,8% и силицидов титана 1 ^ 1,6%. Причем с увеличением содержания силумина происходит уменьшение доли карбидов и увеличивается содержание алюминида и силицидов титана.

4. Из анализа термограммам горения получено, что температура плавления МАХ-фазы Ti3AlC2 составляет примерно 2100 °С и больше температуры плавления титана, равной 1660 °С. Более высокая температура плавления карбида Т13А1С2 обуславливает и более высокий ток дуги СВС-катодов по сравнению с титановым катодом. Вместе с тем для всех исследованных составов СВС-катодов функционирование установки «Юнион» происходит в штатном режиме и получены вакуумно-дуговые покрытия на основе нитрида титана.

5. Все покрытия, полученные из СВС-катодов, являются однофазными и представляют собой кубический нитрид титана состава (Т1, А1)К при использовании катодов системы Т1-С-А1 и состава (Т!, А1, для катодов системы Тл-С-А^ь По сравнению с титановым катодом использование многокомпонентных СВС-катодов обеспечивает повышение практически всех исследованных показателей качества и свойств покрытий. Несмотря на более высокий ток, объем микрокапельной фазы у покрытий из многоэлементных нитридов СП, А1)М и (Тл, А1, 81)И в 1,5-3 раза меньше, чем у покрытия из одноэлементного нитрида "ПИ. Микроструктура покрытий (Тл, А1)Ы и (Тл, А1, 81)Ы не фрагментирована на столбчатые элементы; размер субзерен в 2 -2,5 раза меньше, чем у покрытия ИМ При примерно одинаковой твердости покрытия из СВС-катодов за счет более низкого модуля упругости существенно превосходят покрытия из нитрида титана по стойкости к упругой деформации разрушения и сопротивлению пластической деформации. Покрытие, полученное из СВС-катода расчетного состава ТлС0,5-20% (А1-10% 81), имеет нанотвер-дость /7= 40 - 42 ГПа и является сверхтвердым.

6. Проведены опытно-промышленные испытания эксплуатационных свойств вакуумно-дугового покрытия (Тл, А1, 81)Ы, полученного из СВС-катода расчетного состава ПСо,5-20% (А1-10% 81). При фрезеровании вольф-рамо-медного сплава стойкость твердосплавных фрез с покрытием (Т1, А1, 81)Ы в 2-3 раза больше стойкости фрез с покрытием ТИМ, полученного из титанового катода с магнитной сепарацией плазменного потока.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, в настоящей диссертации получены следующие результаты.

Рассмотрены две технологические схемы изготовления методом СВС-прессования многослойных катодов на металлическом основании. В первом варианте внутри водоохлаждаемой полости основания размещается металлическая опора с асбестовым теплоизолятором; во втором варианте полость заполняется сыпучим теплоизолятором. Соединение рабочего слоя катода с металлическим основанием осуществляется либо непосредственно СВС-припоем (трехслойный катод), либо через промежуточный слой и СВС-припой (четырехслойный катод).

СВС-прессование малогабаритных трехслойных катодов с рабочим слоем составов TiC0.5"28 % Al и Т1С0 5-50 % Tio^Al&ô осуществлено при использовании титановых оснований с размещением внутри полости основания металлической опоры. Установлено, что сварка практически по всей контактной поверхности основания происходит при использовании СВС-припоя состава TiB-25% Ti массой 45 г. Из-за краевого эффекта (отсутствие сварки в периферийной зоне) и высокой стоимости титана и его сплавов использование титановых оснований для изготовления СВС-прессованных катодов является нецелесообразным.

СВС-прессование четырехслойных катодов выполнено при использовании оснований из нержавеющей стали 12Х18Н9Т с заполнением полости основания сыпучим теплоизолятором и различными составами рабочего слоя в системах Ti-C-Al и Ti-C-Al-Si. При использовании СВС-припоя TiB2 - 45% Си массой 30 г и промежуточного слоя TiB2 - 75% (Си - 30% Ni) массой 15 г для систем TiCo.s-Al и TiCo.s-Al-Si впервые в одну технологическую стадию получены бездефектные малогабаритные СВС-прессованнные многослойные катоды на стальном основании.

В результате экспериментальных исследований на основе способа одностадийного СВС-прессования многослойных композиционных материалов разработана опытная технология получения в одну стадию СВС-прессованных катодов на стальном основании с синтезом рабочего слоя в системах Ti-C-Al и Ti-C-Al-Si. Бездефектные СВС-катоды при различных составах и массах рабочего слоя получаются при использовании-оснований из стали 12Х18Н9Т с толщиной дна Ад = 1,75 ± 0,05 мм; СВС-припоя состава TiB2-45% Cu массой 30 г и промежуточного слоя из порошка никеля массой 10 г. При СВС-прессовании полногабаритных катодов с массой рабочего слоя 200 г время задержки прессования должно составлять t3 = 10 + 15 с; время выдержки под давлением - не менее tB = 3,5 минут. При получении малогабаритных катодов с массой рабочего слоя 70 г время задержки прессования составляет t3 = 3 + 5 с; время выдержки под давлением может быть принято равным tB= 1,5 минуты.

Выполнены исследования фазового состава и микроструктуры многокомпонентных СВС-прессованных катодных материалов с 20, 25 и 30% массовым содержанием алюминия (система Ti-C-Al) или силумина состава Al-10% Si (система Ti-C-Al-Si). Действительный фазовый состав продуктов синтеза в рабочем слое отличается от расчетного состава.

Фазовый состав продукты синтеза системы Ti-C-Al-Si более сложный и они состоят из карбидов TÍ3AIC2 и TiC, алюминида титана Al3Ti и силицида титана Ti5Si3 или TiSi2. Причем с увеличением содержания силумина происходит уменьшение доли карбидов и увеличивается содержание алюминида и силицидов титана.

По результатам термометрических исследований выполнена приближенная оценка температуры плавления МАХ-фахы состава Ti3AlC2. Получено, что температура плавления этого соединения примерно равна 2100 °С и больше температуры плавления титана, равной 1660 °С. Более высокая температура плавления и теплопроводность МАХ-фазы Ti3AlC2 обуславливает и более высокий ток дуги СВС-катодов по сравнению с титановым катодом. Вместе с тем для всех исследованных составов СВС-катодов при токе дуги, равном 100 + 130 А, функционирование установки «Юнион» происходит в штатном режиме. Пористость рабочего слоя СВС-прессованных катодов всех исследованных составов меньше 5% и горение дуги происходит стабильно без резких скачков давления в вакуумной камере. Твердость рабочих слоев не превышает HRA 80 и не требуется особая технология шлифования заготовок катодов.

Выполнена апробация многокомпонентных СВС-прессованных материалов систем Ti-C-Al и Ti-C-Al-Si в качестве катодных материалов при получении вакуумно-дуговых покрытий на основе нитрида титана. Все покрытия, полученные из СВС-катодов, являются однофазными и представляют собой кубический нитрид титана состава (Т1,А1)Ы при использовании катодов системы Т1-С-А1 и состава (Тл,А1,81)К для катодов системы Т1-С-А1-8к Для всех покрытий характерной является преимущественная ориентация кристаллитов по плоскостям (111) и (220) параллельно напыляемой поверхности.

По сравнению с титановым катодом использование многокомпонентных СВС-катодов на основе соединений титана обеспечивает повышение практически всех исследованных показателей качества и свойств покрытий. Только по скорости роста покрытий более тугоплавкие многокомпонентные СВС-катоды уступают титановым катодам. Несмотря на более высокий ток дуги объем микрокапельной фазы у покрытий из многоэлементных нитридов (Т1,А1)М и (Т1,А1,81)М, полученных из СВС-катодов, в 1,5 3 раза меньше, чем у покрытия из одноэлементного нитрида Т1Ы. Микроструктура покрытий (Т1,А1)Ы и (Т1,А1,81)Ы не фрагментирована на столбчатые элементы; размер субзерен в 2 + 2,5 раза меньше, чем у покрытия Т1Ы и составляет 30 36 нм. При примерно одинаковой твердости, равной 26 30 ГПа, покрытия из СВС-катодов за счет более низкого модуля упругости существенно превосходят покрытия из нитрида титана по стойкости к упругой деформации разрушения и сопротивлению пластической деформации. Покрытие (Т1,А1,81)Ы, полученное из СВС-катода расчетного состава Т1Со,5-20% (А1-10% 81), имеет нанот-вердость Н= 40 -М2 ГПа и является сверхтвердым.

Проведены опытно-промышленные испытания эксплуатационных свойств вакуумно-дугового покрытия (Т1,А1,81)ТчГ, полученного из многокомпонентного СВС-катода расчетного состава Т1С0,5-20% (А1-10% 81). При фрезеровании вольфрамо-медного сплава стойкость твердосплавных фрез с покрытием (Т1,А1,81)М в 2 3 раза больше стойкости фрез с покрытием Т1Ы, полученного из титанового катода с магнитной сепарацией плазменного потока.

1. Григорьев, С.Н. Технология вакумно-плазменной обработки инструмента и деталей машин Текст. / С.Н. Григорьев, H.A. Воронин М.: «СТАНКИН», Янус-К, 2005. - 508 с.

2. Барвинок, В. А. Физические основы и математическое моделирование процессов вакуумного ионно-плазменного напыления Текст. / В.А. Барвинок, В.И. Богданович М.: Машиностроение, 1999. - 309 с.

3. Григорьев, С.Н. Нанесение покрытий и поверхностная модификация инструмента Текст. / Григорьев С.Н., Волосова М.А // М.: «СТАНКИН», Янус-К, 2007. 324 с.

4. Береснев, В.М. Нанокристаллические и нанокрмпозитные покрытия, структура, свойства Текст. / В.М. Береснев, А.Д. Погребняк, H.A. Азаренков, В.И. Фареник, Г.В. Кирик // Физическая инженерия поверхности. 2007. - Т. 5. - № 1-2. - С. 4-27.

5. Андреев, A.A. Свойства, применение и особенности получения наноструктурных покрытий методами физического осаждения в вакууме Текст. / A.A. Андреев, В.М. Шулаев, С.Н. Григорьев // Вестник машиностроения. 2005. - №9. - С. 38-42.

6. Береснев, В.М. Покрытия на основе тугоплавких соединений, осаждаемых из потоков металлической плазмы вакуумной дуги Текст. / В.М. Береснев, В.Т. Толок, В.И. Гриценко // Физическая инженерия поверхности. 2003. - Т. 1. - № 3-4. - С. 237-257.

7. Решетняк, E.H. Синтез упрочняющих наноструктурных покрытий Текст. / E.H. Решетняк, В.Е. Стрельницкий // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. 2008. - № 2. - С. 119-130.

8. Левашов, Е.А. Многофункциональные наноструктурированные пленки Текст. / Е.А. Левашов, Д. В. Штанский // Успехи химии. 2007. - Т. 76.-№ 5.-С. 501-509.

9. Погребняк, А.Д. Структура и свойства твердых и сверхтвердых нанокомпозитных покрытий Текст. / А.Д. Погребняк, А.П. Шпак, H.A. Азаренков, В.М. Береснев // Успехи физических наук. 2009. Т. 179. - № 1. -С. 35-64.

10. Дробышевская, A.A. Нанокомпозитные покрытия на основе нитридов переходных металлов Текст. / A.A. Дробышевская, Г.А. Сердюк, Е.В. Фурсова, В.М. Береснев // Физическая инженерия поверхности. 2008. -Т. 6. -№ 1-2.-С. 81-88.

11. Коротаев, А.Д. Наноструктурные и нанокомпозитные сверхтвердые покрытия Текст. / А.Д. Коротаев, В.Ю. Мошков, C.B. Овчинников и др. // Физическая мезомеханика. 2005. - Т. 8. - № 5. - С. 103116.

12. Андреев, A.A. Износостойкие вакуумно-дуговые покрытия на основе титана в инструментальном производстве Текст. / A.A. Андреев, С.Н. Григорьев // СТИН (Станки Инструмент). 2006. - №2. - С. 19-24.

13. Григорьев, С.Н. Технология комбинированного поверхностного упрочнения режущего инструмента из оксидно-карбидной керамики Текст. / С.Н. Григорьев, М.А. Волосова // Вестник машиностроения. 2005. - №9. -С. 32-36.

14. Дудник, С.Ф. Исследование характеристик трения и износа ионно-плазменных покрытий, полученных на алюминиевом сплаве Текст. / С.Ф. Дудник, А.П. Любченко, А.К. Олейник и др. // Физическая инженерия поверхности. 2004. - Т. 2.-№ 1.-С. 112-116.

15. Турбин, П.В. Нанокристалличекие покрытия, полученные вакуумно-дуговым методом с использованием ВЧ напряжения Текст. / П.В.

16. Турбин, В.М. Береснев, О.М. Швец // Физическая инженерия поверхности. -2006. Т. 4. - № 3-4. - С. 198-202.

17. Шулаев, В.М. Сверхтвердые наноструктурные покрытия в ННЦ ХФТИ Текст. / В.М. Шулаев, A.A. Андреев // Физическая инженерия поверхности. 2008. - Т. 6. - № 1-2. - С. 4-19.

18. Шулаев, В.М. Вакуумно-дуговое осаждение наноструктурных Ti-Si-N покрытий из многокомпонентной плазмы Текст. / В.М. Шулаев, A.A. Андреев, В.А. Столбовой и др. // Физическая инженерия поверхности. 2008. -Т. 6. -№ 1-2.-С. 105-113.

19. Мрочек, Ж.А. О некоторых особенностях вакуумного электродугового нанесения покрытий из сплава Ti-Si в среде азота Текст. / Ж.А. Мрочек, Б.А. Эйзнер, И.А. Иванов // Электронная обработка материалов. 1990. -№ 1. - С. 13-14.

20. Погребняк, А.Д. Многокомпонентные, нанокомпозитные покрытия на основе Ti-Si-N, их структура и свойства Текст. / А.Д. Погребняк, В.М. Береснев, Ф.Ф. Комаров и др. // Физическая инженерия поверхности. 2009. - Т. 7. - № 1-2. - С. 14-22.

21. Ширманов, H.A. Состав, структура и свойства ионно-плазменных покрытий на основе нитрида и карбонитрида титана Текст. / А.Н.

22. Ширманов, Н.Ю. Толубаев, В.Н. Кокорин // Технология металлов. 2008. -№ 4. - С. 40-42.

23. Табаков, В.П. Механические свойства ионно-плазменных износостойких покрытий Текст. / В.П. Табаков, М.Ю. Смирнов, A.B. Циркин, A.B. Чихранов // Упрочняющие технологии и покрытия. 2007. - № 7.-С. 50-52.

24. Табаков, В.П. Исследование механических свойств и напряженного состояния трехэлементных нитридных покрытий Текст. / В.П. Табаков, М.Ю. Смирнов, A.B. Циркин, A.B. Чихранов // Упрочняющие технологии и покрытия. 2009. - № 2. - С. 3-16.

25. Коваль, H.H. Структура и свойства нанокристаллических покрытий Ti-Si-N, синтезированных в вакууме электродуговым методом Текст. / H.H. Коваль, Ю.Ф. Иванов, И.М. Гончаренко и др. // Изв. вузов. Физика. 2007. - № 2. - С. 46-51.

26. Береснев, В.М. Влияние многокомпонентных и многослойных покрытий на процессы трения и износа Текст. / В.М. Береснев // Физическая инженерия поверхности. 2004. - Т. 2. - № 4. - С. 214-219.

27. Колачев, Б.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов Текст. / Б.А. Колачев, В.А. Ливанов, В.И. Елагин. М.: Металлургия, 1972. - 480 с.

28. Решетняк, E.H. Синтез упрочняющих наноструктурных покрытий Текст. / E.H. Решетняк, В.Е. Стрельницкий // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. 2008. - № 2. - С. 119-130.

29. Шулаев, В.М. Вакуумно-дуговое осаждение наноструктурных Ti-Si-N покрытий из многокомпонентной плазмы Текст. / В.М. Шулаев, A.A. Андреев, В.А. Столбовой и др. // Физическая инженерия поверхности. 2008. -Т. 6.-№ 1-2.-С. 105-113.

30. Пат. 2196847 России, МКП С23С14/32. Катод электродугового испарителя Текст. / A.B. Лобанов, А.И. Семенчёнок, В.А. Лобанов (Россия). -№ 2000112484/02; Заяв. 18.05.2000; Опубл. 20.01.2003.

31. Пат. 2221079 России, МКП С23С14/00, B22D18/02. Катод электродугового испарителя и способ его получения Текст. / В.Д. Табаков

32. B.П., H.A. Ширманов, Н.Ю. Толубаев, A.B. Циркин. № 2001128913/02; Заяв. 26.10.2001; Опубл. 10.01.2004.

33. Левашов Е.А. Физико-химические и технологические основы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза Текст. / Е.А. Левашов, A.C. Рогачев, В.И. Юхвид, И.П. Боровинская М.: Бином, 1999. -176 с.

34. Левашов Е.А. Получение композиционных мишеней в системе Ti-B-Si-Al методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза Текст. / Левашов Е.А., Сенатулин Б.Р., Leyland А., Matthews // Изв. вузов. Цветная металлургия. 2006. - № 1. С. - 66-72.

35. Левашов Е.А. Новые функциональные градиентные мишени на основе карбида и силицида титана для магнетронного распыления биосовместимых покрытий Текст. / Левашов Е.А., Б.Р. Сенатулин, Ю.К. Епишко // Цветные металлы. 2006. - № 9. - С. 91-100.

36. Левашов Е.А. Особенности горения смесей Ti-Si-B и формирования состава, структуры и свойств композиционных мишеней на основе TiB2 и Ti5Si3 Текст. / Е.А.Левашов, Р.Г. Рахбари // Цветные металлы. -2000.-№2.-С. 77-84.

37. Мержанов, А.Г. Процессы горения и синтез материалов Текст. / А.Г. Мержанов. Черноголовка: ИСМАН, 1998. - 512 с.

38. Погожев, Ю.С. Дисперсноупрочненные наночастицами электродные материалы и покрытия на основе карбида титана Текст. // Канд. дисс.: Москва. 2006. - 185 с.

39. Федотов, А.Ф. Моделирование процесса прессования порошковых материалов в условиях самораспространяющегося высокотемпературного синтеза Текст. / А.Ф. Федотов, А.П. Амосов, В.П. Радченко. М.: Машиностроение-1, 2005. - 282 с.

40. Merzhanov, A.G. Self-propagating high-temperature synthesis: Twenty years of search and findings Text. // Combustion and Plasma Synthesis of High-Temperature Materials. N.Y.: VCH Publ. - 1990. - P. 1-53.

41. Мержанов, А.Г. Твердопламенное горение Текст. / А.Г. Мержанов. Черноголовка: ИСМАН, 2000. - 224 с.

42. Мержанов, А.Г. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез: теория и практика Текст. // Черноголовка: Территория, 2001. 432 с.

43. Питюлин А.Н. СВС-компактирование твердосплавных материалов и изделий Текст. // М.: ЦНИИ информации и ТЭИ, 1990. 72 с.

44. Амосов, А.П. Порошковая технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза материалов Текст. / А.П. Амосов, И.П. Боровинская, А.Г. Мержанов. М.: Машиностроение-1, 2007. - 567 с.

45. Коидзуми, К. Химия синтеза сжиганием Текст. / К. Коидзуми. -М.: Мир. 1998.-247 с.

46. Borisov, A.A. Self-propagating high-temperature synthesis of materials Text. / A.A. Borisov, L. De Luka, A.G. Merzhanov. New York: Taylor & Francis, 2002.-337 p.

47. Богатов, Ю.В. Однородные и градиентные сплавы на основе карбида титана (структурообразование, свойства, СВС технология) Текст. // Автореф. канд. дисс.: Куйбышев. - 1988. - 19 с.

48. Епишин, K.JI. Закономерности и механизм физико химических превращений при силовом СВС - компактировании Текст. // Автореф. канд. дисс.: Черноголовка. - 1986. - 20 с.

49. Кванин, B.JI. Разработка процесса получения крупногабаритных твердосплавных изделий (КГИ) методом силового СВС компакирования Текст. // Автореф. канд. дисс.: Черноголовка. - 1994. - 26 с.

50. Питюлин, А.Н. СВС прессование Текст. // Технология. Сервис. Оборудование, материалы, процессы. - 1988. - Вып. 1. - С. 34 - 44

51. Питюлин, А.Н. СВС компактирование твердосплавных материалов и изделий Текст. / А.Н. Питюлин - М.: ЦНИИ информации и ТЭИ.- 1990.-72 с.

52. Питюлин, А.Н. Силовое компактирование в СВС процессах Текст. // Самораспространяющийся высокотемпературный синтез: теория и практика. - Черноголовка: Территория. - 2001. - С. 333 - 353

53. Питюлин, А.Н. СВС прессование инструментальных твердых сплавов и функционально - градиентных материалов Текст. // Автореф. доктор, дисс.: Черноголовка. - 1996. - 43 с.

54. Щербаков, В.А. Макрокинетика самораспространяющегося высокотемпературного синтеза с участием жидкой фазы Текст. // Автореф. доктор, дисс.: Черноголовка. 1998. - 49 с.

55. Боровинская, И.П. Некоторые химические аспекты силового СВС компактирования Текст. / И.П. Боровинская, В.И. Ратников, Г.А. Вишнякова // Инженерно - физический журнал. - 1992. - Т.63. -№ 5. - С. 517 -524

56. Левашов, Е.А. Разработка технологических процессов получения новых керамических и керамико-металлических материалов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза Текст. // Доктор. дисс.-М.- 1995.-97 с.

57. Коидзуми, К. Химия синтеза сжиганием Текст./ К. Коидзуми. -М.: Мир. 1998.-247 с.

58. LaSalvia, J.C. Synthesis in the Ti-C-Ni-Mo System: Part I. Micromechanisms Text. / J.C. LaSalvia, D.K. Kim, R.A. Lipsett, M.A. Meyers // Met. and Mater. Transactions. 1995. - V. 26a. November. - P. 3001 - 3009.

59. J.C. LaSalvia, J.C. Combustion Synthesis in the Ti-C-Ni-Mo System: Part II. Analyses Text. / J.C. LaSalvia, D.K. Kim, R.A. Lipsett, M.A. Meyers // Met. and Mter. Transactions. 1995. - V. 26a. November. - P. 3011 - 3018.

60. Fu, Z.Y. Fabrication of Al203-TiB2 Composites from SHS Raw Powders by Hot Pressing Text. / Z.Y. Fu, W.M. Wang, Y.H. Wang, H. Wang, R.Z. Yuan//Int. Journal of SHS. 1999. - V.8.- 1. - P. 125 - 132.

61. Fu, Z. Y Study on TiB2-Al FGM by SHS Method Text. / Z. Y. Fu, R. Z. Yuan, Z. L. Yang // Proc. 1 int. Simp. FGM. Japan. - 1990. - P. 175.

62. Fu, Z. Y. Fundamental Study on SHS Preparation of TiB2/Al Composites Text. / Z. Y. Fu, R.Z. Yuan, Z.A. Munir, Z.L. Yang // Int. Journal of SHS. 1992.-V.1. - № 1. - P. 119 - 128.

63. Min, X. Variation of Composition and Chemical Bond of (Ti, Nb)C-Ni Composite Formed by SHS Text. / X. Min, K. Cal, С. Nan and R.Z. Yuan // Int. Journal of SHS. 1998. - V.7. - № 4. - P. 539-544

64. Adashi, S. High -pressure Self-combustion Sintering of Alumina-Tutanium Carbide Composite Text. / S. Adashi, T. Wada, T. Minora, Y.

65. Miyamoto, M. Koizumi // J. Am. Ceram. Soc. 1990. - V. 73. - № 5. - P. 14511452.

66. Hoke, D.A. Consolidation of Combustion-Synthesized Titanium Diboride-Based Materials Text. / D.A. Hoke, M.A. Meyers // J. Am. Ceram. Soc. 1995. - V. 78. - № 2. - P. 275-284.

67. Koizumi, M. Functionally Gradient SHS Materials Текст. // Int. Journal of SHS. 1992. - V. 1. - № 1. - P. 80-89.

68. LaSalvia, J.C. Microstructure, Properties and Mechanisms of TiC-MoNi Cermets Produced by SHS Text. / J. C. LaSalvia, M. A. Meyers // Int. Journal of SHS. 1995. - V. 4. - № 1. - P. 43-57.

69. LaSalvia, J.C. Combustion Synthesis/Dynamic Densification of TiC-Ni Cermets Text. / J.C. LaSalvia, M.A. Meyers, D.K. Kim // J. Mater. Synthesis and Processing. 1994. -V. 2. -№ 4. - P. 255-273.

70. Miyamoto, Y. SHS/HIP Compaction Using Inorganic Fuels Text. // Int. Journal of SHS. 1992.-V. l.-№3.-P. 479^189.

71. Miyamoto, Y. Self-Propagating Combustion Sintering of Ceramics Text. // Function and materials. 1989. - V. 9. - № 1. - P. 8-15.

72. Miyamoto, Y. High-pressure Self-combustion Sintering for Ceramics Text. / Y. Miyamoto, M. Koizumi, O. Yamada // J. Am. Ceram. Soc. 1984. - V. 67.-№ 11.-P. 224-227.

73. Olevsky, E.A. Controlled Net Shape, Density, and Microstructure of TiC-NiTi Cermets Using Quasi-Isostatic Pressing Text. / E.A. Olevsky, E.R. Kristofetz, M.A. Meyers // Int. Journal of SHS. 1998. - V.7. - № 4. - P. 517528.

74. Miyamoto, Y. Pressure Combustion Sintering of TiB2-Ti-C and TiB2-SiC Ceramic Composites Text. / Y. Miyamoto, H. Ch Yi., Y. Takano, O. Yamada, M. Koizumi // J. Jpn. Soc. Powder & Powder Metallurgy. 1986. - V. 35,-№7.-P. 651-654.

75. Hoke, D.A. Reaction synthesis: dynamic compaction of titanium diboride Text. / D.A. Hoke, M.A. Meyers, L.M. Meyer, G.T. Gray // Metall. Trans. A. 1991. -V. 23. - P. 77-86.

76. Tang, Q. Structure and Formation Mechanism of Grain-Boundary Phases in TiC-Ni-Mo Alloy Produced by SHS Text. / Q. Tang, S. Yin, H. Lai // Int. Journal of SHS. 1995. - V. 4. - № 4. - P. 379-385.

77. Yamada, O. High-pressure Self-combustion Sintering of Silicon Carbide Text. / O. Yamada, Y. Miyamoto, M. Koizumi // Am. Ceram. Soc. Bull. 1985. - V. 64,-№2.-P. 319-321.

78. Yamada, O. High-pressure Self-combustion Sintering of Titanium Carbide Text. / O. Yamada, Y. Miyamoto, M. Koizumi // J. Am. Ceram. Soc. -1987. V. 70. - № 9. - P. 206-208.

79. Yamada, O. High-pressure Self-combustion Sintering of SiC from Fine Mixed Powders of Silicon and Carbon Text. / O. Yamada, Y. Miyamoto, M. Koizumi // J. Am. Ceram, Soc. 1986. - V. 94. -№ 5. - P. 512-516.

80. Yuan, R. Z. Composite Materials and Composting Process by SHS Tehnology Text. // Int. Journal of SHS. 1997. - V. 6. - № 3. - P. 265-275.

81. Zou, Z. Reaction Dynamic Process and Structure Formation Process in Self-Propagating High-Temperature Synthesis of TiC/Fe Text. / Z. Zou, Z. Fu, R.Z. Yuan // Int. Journal of SHS. 1998. - V.7. - № 4. - P. 529-538.

82. Левашов, Е.А. Получение композиционных мишеней в системе Ti-B-Si-Al методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза Текст. / Е.А. Левашов, Б.Р. Сенатулин, A.Leyland, A. Matthews // Изв. вузов. Цветная металлургия.2006.№1. С. 66-72.

83. Левашов, Е.А. Новые функциональные градиентные мишени на основе карбида и силицида титана для магнетронного распылениябиосовместимых покрытий Текст. / Е.А. Левашов, Б.Р. Сенатулин, Ю.К. Епишко // Цветные металлы. 2006. № 9. С. 91-100.

84. Левашов, Е.А. Особенности горения смесей Ti-Si-B и формирования состава, структуры, свойств композиционных мишеней на основе TiB2 и Ti5Si3 Текст. / Е.А. Левашов, Р.Г. Рахбари, Б.Р. Сенатулин, А.Н. Иванов // Цветные металлы. 2000. № 2. С. 77-84.

85. Григорян, А.Э. Формирование структуры и свойств композиционных мишеней при безгазовом горении в системе Ti-Si-C Текст. / А.Э. Григорян, Р.Г. Рахбари, A.C. Рогачев и др. // Изв. вузов. Цветная металлургия.2000. №1. С. 55-69.

86. Кирюханцев-Корнеев, Ф.В. Структура и свойства Ti-Si-N покрытий, полученных магнетронным распылением СВС-мишеней Текст. / Ф.В. Кирюханцев-Корнеев, Д.В. Штанский, А.Н. Шевейко и др. // Физика металлов и металловедение. 2004. Т. 97. № 3. С. 96-103.

87. Werner, Z. New types of multi-component hard coatings deposited by ARC PVD on steel pre-treated by pulsed plasma beams Text. / Z. Werner, J. Stanislawski, J. Pukoszewski, E.A. Levashov, W.Szywczyk // Vacuum. 2003. V. 70. № 2-3. P. 263-267.

88. Spencer, С.В. Fiber-Reinforced Ti3SiC2 and Ti2AlC MAX Phase Composites Text. / С. B. Spencer. // A Thesis of Master of Science in Materials Science and Engineering. Drexel University. -2010.-92 p.

89. Zhang, E. Phase Constitute and Micrography of Reaction Synthesis of Al+Ti+C System Text. / E. Zhang, S. Zeng, X. Zeng, Q. Li // Acta Metallurgica Sinica. 1995. - V. 8. - № 2. - P. 130-136.

90. Диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник: в 3 т. Т.1. Текст. / Под общ. ред. Н.П. Лякишева. М.: Машиностроение, 1996. - 992 с.

91. Ge, Z. Combustion synthesis of ternary carbide Ti3AlC2 in Ti-Al-C system Text. / Z. Ge, K. Chen, J. Guo, H. Zhou, Jose' M. F. Ferreira // Journal of the European Ceramic Society. 2003. - Vol. 23. - P. 567-574.

92. Jin, S. Morphology Evolution of TiCx Grains During SHS in an Al-Ti-C System Text. / S. Jin, P. Shen, B. Zou, Q. Jiang // Crystal Growth & Design. -2009. V. 9. - №. 2. - P. 646-649.

93. Khoptiar, Y. Ti2AlC ternary carbide synthesized by thermal explosion Text. / Y. Khoptiar, I. Gotman // Materials Letters. 2002. - V. 57. - № 1. - P. 72-76.

94. Вадченко, С.Г. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез пористых материалов на основе Ti-Si-Al-C Текст. / С.Г. Вадченко,

95. B.И. Пономарев, А.Е. Сычев // Физика горения и взрыва. 2006. - т. 42. -№2. - С. 53-60.

96. C.-Петербург. 2006. - С. 71-74

97. Лавро, В.Н. Упрочнение и прогнозирование работоспособности режущего инструмента с ионно-плазменными покрытиями Текст. // Материалы международной научно-технической конференции «Современная технология в машиностроении». Тула. - 2007. - С. 137

98. Горелик, С.С. Рентгенографический и электронно-оптический анализ Текст. / С.С. Горелик, Ю.А. Скаков, Л.Н. Расторгуев М.: МИСИС, 1994.-328 с.

99. Русаков, A.A. Рентгенография металлов Текст. / A.A. Русаков -Атомиздат. 1977. - 280 с .

100. Ковальченко, М.С. Теоретические основы горячей обработки пористых материалов давлением Текст. / М.С. Ковальченко. К.: Наукова думка, 1980.-240 с

101. Щербаков, В.А. Макрокинетика процесса СВС-компактирования Текст. / В.А. Щербаков, А.Н. Грядунов, A.C. Штейнберг [Текст] // Инженерно-физический журнал. 1992. - Т. 63. - № 5. - С. 583-592.

102. Холлек, X. Двойные и тройные карбидные и нитридные системы переходных металлов. Справочник. Текст. / X. Холлек. М.: Металлургия, 1988.-319 с.

103. Кипарисов, С.С. Карбид титана: структура, свойства, применение Текст. / С.С. Кипарисов, Ю.В. Левинский, А.П. Петров. М.: Металлургия, 1987.-216 с.

104. Подлесов В.В., Радугин A.B., Столин A.M., Мержанов А.Г. Технологические основы СВС-экструзии Текст. // Инженерно-физический журнал. 1997. - Т. 63. - № 5. - С. 525-537.

105. Питюлин, А.Н. Силовое компактирование в СВС-процессах Текст. // Самораспространяющийся высокотемпературный синтез: теория и практика. Черноголовка: Территория, 2001. - С. 333-353.

106. Самсонов, Г.В. Бориды Текст. / Г.В. Самсонов, Т.И. Серебрякова, В.А. Неронов. М.: Атомиздат, 1975. - 376 с.

107. Белоус В.А., Васильев В.А., Лучанинов A.A. и др. Твердые покрытия Ti-Al-N, осажденные из фильтрованной вакуумно-дуговой плазмы Текст. // Физическая инженерия поверхности. 2009. Т. 7. № 3. С. 216.

108. Самсонов Г.В., Винницкий И.М. Тугоплавкие соединения Текст. / Г.В. Самсонов, И.М. Винницкий М.: Металлургия, 1976. - 560 с.

109. Физико-химические свойства элементов. Справочник Текст. // Ред. Г.В. Самсонов. К.: Наукова думка, 1965. - 808 с.

110. Лашко, C.B. Пайка металлов Текст. / C.B. Лашко, Н.Ф. Лашко. -М.: Машиностроение, 1988. 376 с.

111. Краткий справочник паяльщика Текст. / Под общ. ред. И.Е. Петрунина. М.: Машиностроение, 1991. - 224 с.

112. Колачев, Б.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов Текст. / Б.А. Колачев, В.А. Ливанов, В.И. Елагин. М.: Металлургия, 1972. - 480 с.

113. Левашов Е.А. Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза Текст. / Е.А. Левашов, А.С. Рогачев, В.В. Курбаткина, Ю.М. Максимов, В.И. Юхвид. М. : Изд. Дом МИСиС. - 2011. - 377 с.

114. Вакуумные дуги Текст. / Под ред. Дж. Лафферти. М.: Мир, 1987. -215 с.

115. Эмсли, Дж. Элементы Текст. / Дж. Эмсли. М.: Мир, 2003. - 256 с.

116. Самсонов, Г.В. Тугоплавкие соединения (справочник) Текст. / Г.В. Самсонов, И.М. Винницкий. М.: Металлургия, 1976. - 560 с.

117. Самсонов, Г.В. Силициды Текст. / Г.В. Самсонов, Л.А. Дворина, П.В. Гельд. М.: Металлургия, 1979, - 272 с.

118. Wang, Х.Н. Layered Machinable and Electrically Conductive Ti2AlC and Ti3AlC2 Ceramics: a Review Text. / X.H. Wang, Y.C. Zhou // J. Mater. Sci. Technol.- 2010.-V. 26.-№5.-P. 385-416.

119. Ding X. Abrasive wear resistance of Til-xAlxN hard coatings deposited by a vacuum arc system with lateral rotating cathodes Text. / Ding X., Bui C.T., Zeng X.T. // Surf. And Coat. Technol. 2008. - Vol. 203. - P. 680-684.

120. Horling A. Mechanical properties and machining performance of Til— xALxN-coated cutting tools. Plating Text. / Horling A., Hultman L., Oden M., Sjolen J., Karlsson L. //Surf. And Coat. Technol. 2005. - Vol. 191. - P. 384-392.

121. Шпак А.П., Наконечна O.I., Куницький Ю.А., Соболь О.В. Мехашчш властивоси покритпв на ochobI титану. К.: ИМФ НАЛУ, 2005. -96 с.

122. Fox-Rabinovich G.S. Nano-crystalline filtered arc deposited (FAD) TiAIN PVD coatings for high-speed machining applications Text. / Fox-Rabinovich G.S., Weatherly G.C., Dodonov A.I. et al. //Surf. And Coat. Technol. -2004.-Vol. 177-178.-P. 800-805.

123. Hsu C.H. Filter effects on the wear and corrosion behaviors of arc deposited (Ti,Al)N coatings for application on coldwork tool steel Text. / Hsu C.H., Lee C.C., Ho W.Y. // Thin Solid Films. 2008. - Vol. 516. - P. 4826-4828.

124. Панин, A.B Исследование механических свойств тонких пленок Ag на кремниевой подложке методом наноиндентирования Текст. / A.B. Панин, А.Р. Шугуров, К.В. Оскомов // Физика твердого тела. 2005. - Т.47. -№ 11.- С. 1973-1978.

125. Погребняк, А.Д. Нанокристаллические покрытия, полученные вакуумно-дуговым методом с использованием ВЧ напряжения Текст. / П.В. Турбин, В.М. Береснев, О.М. Швец // Физическая инженерия поверхности. -2006. Т. 4. № 3-4. -С. 198-202.

126. Головин Ю.И. Наноиндентирование и механические свойства твердых тел в субмикрообъемах, тонких приповерхностных слоях и пленках Текст. // Физика твердого тела. 2008. - Т.50. - №12. - С. 2113-2143.