СТРУКТУРа ТА ВЛАСТИВОСТі ПЛІВОК I ПОКРИТТІВ КАРБОНІТРИДІВ ПЕРЕХІДНИХ МЕТАЛІВ IV–VI ГРУП ПЕРІОДИЧНОЇ СИСТЕМИ (ОГЛЯД)

Анотація

Плівки/покриття карбонітридів перехідних металів (КНПМ) IV–VI груп періодичної системи досліджено з огляду на надзвичайні властивості відповідних подвійних карбідів та нітридів перехідних металів. Проаналізовані в даному огляді статті присвячені експериментальному та теоретичному дослідженню структури, хімічного зв`язку, механічних (твердість, пружний модуль, зносостійкість, трибологія) та оптичних властивостей, термічної стабільності, а також стійкості до окиснення карбонітридів перехідних металів в залежності від методів та умов осадження, складу та термічної обробки. Дослідження показали, що плівки/покриття карбонітридів перехідних металів можуть існувати у двох формах: як твердий розчин, в якому атоми вуглецю та азоту розташовані в міжвузлових позиціях, і як нанокомпозит, складений із нанокристалічної фази КНПМ та аморфної а-С або а-CN матриці. Розрахунки з перших принципів показали, що концентрація валентних електронів (КВЕ), яка визначається як кількість валентних електронів на формульну одиницю, є важливим показником структурних, термодинамічних та механічних властивостей карбонітридів перехідних металів. Загальні результати розрахунків вказують на те, що існує вузька область значень КВЕ (між 9 та 10), коли КНПМ є пластичними, але виявляють високі твердість, механічну та термічну стабільність, а отже, передбачається, що вони будуть характеризуватися найвищою міцністю. Експериментальне дослідження підтвердило теоретичні передбачення і показало, що плівки/покриття КНПМ виявляють доволі високий рівень механічних властивостей та низький коефіцієнт тертя, зберігають свою структуру при відпалі, мають високу стійкість до окиснення. Таким чином, плівки/покриття карбонітридів перехідних металів IV–VI груп є перспективними матеріалами для використання їх в різних областях виробництва.