Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2021, выпуск 8 » Статья стр. 1286
<<<>>>
Зависимость механических и трибологических свойств a-C : H : SiOx-пленок от амплитуды напряжения смещения подложки
DOI: 10.21883/JTF.2021.08.51106.15-21
Совет по грантам Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых и по государственной поддержке ведущих научных школ Российской Федерации, грант президента РФ, MK-1234.2020.8
Гренадеров А.С.1, Соловьёв А.А.1, Оскомов К.В.1, Жульков М.О.1
1Институт сильноточной электроники СО РАН, Томск, Россия
Email: 1711Sasha@mail.ru
Поступила в редакцию: 26 января 2021 г.
В окончательной редакции: 26 февраля 2021 г.
Принята к печати: 19 марта 2021 г.
Выставление онлайн: 27 апреля 2021 г.
PDF версия
Проведена модификация поверхности нержавеющей стали марки AISI 316L нанесением a-C : H : SiOx-пленки методом ассистированного плазмой химического газофазного осаждения с использованием импульсного биполярного напряжения смещения подложки. Механические свойства пленки и поверхности стали AISI 316L исследовались методом наноиндентирования, а трибологические испытания проводили с помощью трибометра в геометрии шар-диск. Выявлена оптимальная величина амплитуды отрицательного импульса биполярного напряжения смещения, при которой a-C : H : SiOx-пленка обладает высокой твердостью (19±2 GPa), что в 3.5 раза больше, чем твердость поверхности стали AISI 316L (5.5±0.1 GPa). При этом пленка имела низкий коэффициент трения (0.08), что в 9 раз меньше, чем у стали (0.72), а величина скорости износа составляла 8.5·10-7 и 3.7·10-5 mm^3·N-1·m-1 соответственно. Структура и состав полученных пленок исследованы методом рамановской спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии. Ключевые слова: медицинская сталь, a-C : H : SiOx-пленки, твердость, низкий коэффициент трения, износостойкость.
  1. M. Lepicka, M. Gradzka-Dahlke, D. Pieniak, K. Paserbiewicz, A. Niewczas. Wear, 382--383, 62 (2017). DOI: 10.1016/j.wear.2017.04.017
  2. F. Ferreira, A. Aijaz, T. Kubart, A. Cavaleiro, J. Oliveira. Surf. Coat.Technol., 336, 92 (2018). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2017.10.055
  3. H.H. Ding, V. Fridrici, G. Guillonneau, S. Sao-Joao, J. Geringer, J. Fontaine, Ph. Kapsa. Wear, 432--433, 202954 (2019). DOI: 10.1016/j.wear.2019.202954
  4. A. Catena, S. Agnello, M. Cannas, F.M. Gelardi, S. Wehner, C.B. Fischer. Carbon, 117, 351 (2017). DOI: 10.1016/j.carbon.2017.02.093
  5. A. Catena, S. Agnello, M. Rosken, H. Bergen, E. Recktenwald, F. Bernsmann, H. Busch, M. Cannas, F.M. Gelardi, B. Hahn, S. Wehner, C.B. Fischer. Carbon. 96, 661 (2016). DOI: 10.1016/j.carbon.2015.09.101
  6. C. Ray, D. Mukherjee, S. Sarma, G. Bhattacharya, A. Mathur, S.S. Roy, J.A. McLaughlin. Diamond Related Mater., 80, 59 (2017). DOI: 10.1016/j.diamond.2017.09.001
  7. I. Boromei, L. Ceschini, A. Marconi, C. Martini. Wear, 302, 899 (2013). DOI: 10.1016/j.wear.2013.01.086
  8. Y. Chen, X. Nie, A. Leyland, J. Housden, A. Matthew. Surf. Coat. Technol., 237, 219 (2013). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2013.09.029
  9. M. Azzia, M. Paquette, J.A. Szpunar, J.E. Klemberg-Sapieha, L. Martinu. Wear, 267, 860 (2009). DOI: 10.1016/j.wear.2009.02.006
  10. S.A. Barve, S.S. Chopade, R. Kar, N. Chand, M.N. Deo, A. Biswas, N.N. Patel, G.M. Rao, D.S. Patil, S. Sinha. Diamond Related Mater., 71, 63 (2017). DOI: 10.1016/j.diamond.2016.12.003
  11. K. Koshigan, F. Mangolini, J.B. McClimon, B. Vacher, S. Bec, R.W. Carpick, J. Fontaine. Carbon, 93, 851 (2015). DOI: 10.1016/j.carbon.2015.06.004
  12. H. Nakazawa, R. Kamata, S. Miura, S. Okuno. Thin Solid Films, 574, 93 (2015). DOI: 10.1016/j.tsf.2014.11.078
  13. D. Bociaga, A. Sobczyk-Guzenda, W. Szymanski, A. Jedrzejczak, A. Jastrzebska, A. Olejnik, K. Jastrzebski. Appl. Surf. Sci., 417, 23 (2017). DOI: 10.1016/j.apsusc.2017.03.223
  14. N. Kumar, S.A. Barve, S.S. Chopade, K. Rajib, N. Chand, S. Dash, A.K. Tyagi, D.S. Patil. Tribology International, 84, 124 (2015). DOI: 10.1016/j.triboint.2014.12.001
  15. A. Jedrzejczak, L. Kolodziejczyk, W. Szymanski, I. Piwonski, M. Cichomski, A. Kisielewska, M. Dudek, D. Batory. Tribology International, 112, 155 (2017). DOI: 10.1016/j.triboint.2017.03.026
  16. S.M. Pimenov, B. Jaeggi, B. Neuenschwander, E.V. Zavedeev, O.S. Zilova, M.L. Shupegin. Diamond Related Mater., 93, 42 (2019). DOI: 10.1016/j.diamond.2019.01.022
  17. E.V. Zavedeev, O.S. Zilova, A.D. Barinov, M.L. Shupegin, N.R. Arutyunyan, B. Jaeggi, B. Neuenschwander, S.M. Pimenov. Diamond Related Mater., 74, 45 (2017). DOI: 10.1016/j.diamond.2017.02.003
  18. A.S. Grenadyorov, A.A. Solovyev, K.V. Oskomov, V.O. Oskirko, V.A. Semenov. Appl. Surf. Sci., 510, 145433 (2020). DOI: 10.1016/j.apsusc.2020.145433
  19. S. Lotfian, C. Mayer, N. Chawla, J. Llorca, A. Misra, J.K. Baldwin, J.M. Molina-Aldaregui a. Thin Solid Films, 571, 260 (2014). DOI: 10.1016/j.tsf.2014.06.022
  20. J.F. Lin, P.J. Wei, J.C. Pan, Chi-Fong Ai. Diamond Related Mater., 13 (1), 42 (2004). DOI: 10.1016/j.diamond.2003.08.019
  21. A. Tamuleviciene, S. Meskinis, V. Kopustinskas, S. Tamulevicius. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B, 282, 116 (2012). DOI: 10.1016/j.nimb.2011.08.064
  22. D. Batory, A. Jedrzejczak, W. Szymanski, P. Niedzielski, M. Fijalkowski, P. Louda, I. Kotela, M. Hromadka, J. Musil. Thin Solid Films, 590, 299 (2015). DOI: 10.1016/j.tsf.2015.08.017
  23. J. Musil, F. Kunc, H. Zeman, H. Polakova. Surf. Coat. Technol., 154 (2--3), 304 (2002). DOI: 10.1016/S0257-8972(01)01714-5
  24. J.B. Cai, X.L. Wang, W.Q. Bai, X.Y. Zhao, T.Q. Wang, J.P. Tu. Appl. Surf. Sci., 279, 450 (2013). DOI: 10.1016/j.apsusc.2013.04.136
  25. J.L. Mo, M.H. Zhu, A. Leyland, A. Matthews. Surf. Coat. Technol., 215, 170 (2013). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2012.08.077
  26. O.V. Krysina, N.A. Prokopenko, Yu.F. Ivanov, O.S. Tolkachev, V.V. Shugurov, E.A. Petrikova. Surf. Coat. Technol., 393, 125759 (2020). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2020.125759
  27. F.W. Zok, A. Miserez. Acta Mater., 55, 6365 (2007). DOI: 10.1016/j.actamat.2007.07.042
  28. D. Galvan, Y.T. Pei, J.Th.M. De Hosson. Surf. Coat. Technol., 200, 6718 (2006). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2005.10.010
  29. P. Karuna Purnapu Rupa, P.C. Chakraborti, S.K. Mishra. Thin Solid Films, 564, 160 (2014). DOI: 10.1016/j.tsf.2014.05.051
  30. X. Sui, J. Liu, S. Zhang, J. Yang, J. Hao. Appl. Surf. Sci., 439, 24 (2018). DOI: 10.1016/j.apsusc.2017.12.266
  31. S. Zhang, M. Yan, Y. Yang, Y. Zhang, F. Yan, H. Li. Carbon, 151, 136 (2019). DOI: 10.1016/j.carbon.2019.05.031
  32. C. Casiraghi, F. Piazza, A.C. Ferrari, D. Grambole, J. Robertson. Diam. Rel. Mater. 14, 1098 (2005). DOI: 10.1016/j.diamond.2004.10.030
  33. D. Bociaga, A. Sobczyk-Guzenda, W. Szymanski, A. Jedrzejczak, A. Jastrzebska, A. Olejnik, L. Swiatek, K. Jastrzebski. Vacuum, 143, 395 (2017). DOI: 10.1016/j.vacuum.2017.06.027
  34. I. Bertoti, A. Toth, M. Mohai, J. Szepvolgyi. Surf. Coat. Technol., 206, 630 (2011). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2011.05.041
  35. K. Baba, R. Hatada, S. Flege, W. Ensinger. Surf. Coat. Technol., 203, 2747 (2009). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2009.02.077

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme