Исследование ПНИПУ определило условия для создания сверхпрочного покрытия ZrAlN

Учёные Пермского национального исследовательского политехнического университета исследовали свойства покрытия на основе нитрида циркония и алюминия (ZrAlN) и установили параметры его нанесения, при которых достигается максимальная прочность и износостойкость.

Материал был протестирован в лабораторных условиях. Учёные анализировали структуру покрытия, его твёрдость, прочность сцепления с основой и коэффициент трения. Особое внимание уделялось составу газовой среды при напылении, в частности — концентрации азота.

Эксперименты показали, что при содержании азота в камере на уровне 40% покрытие становилось хрупким и склонным к растрескиванию. В то же время при 10% содержании азота слой ZrAlN демонстрировал наилучшие характеристики: микротвёрдость составила почти 24 ГПа, а прочность сцепления оказалась достаточной, чтобы выдержать нагрузку свыше 70 Н.

Покрытие также обладало устойчивостью к коррозионным процессам и способностью сохранять стабильность при резких изменениях температуры. Такие свойства позволяют рассматривать его применение для защиты инструментов, используемых в тяжёлых условиях — в частности, фрез, буровых и токарных инструментов.

Результаты исследования могут быть использованы в промышленности для повышения долговечности режущих и буровых элементов, а также для снижения затрат на частую замену изношенного оборудования.

Источник: 4pda