10.14489/hb.2024.09.pp.056-061

2024, 09 сентябрь (September)

DOI: 10.14489/hb.2024.09.pp.056-061

Воронин Н. А.
РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ ТОНКИХ ТВЕРДЫХ ПОКРЫТИЙ
(c. 56-61)

Аннотация. Разработан расчетно-экспериментальный метод определения адгезионной прочности тонких нитридалюминиевых покрытий, созданных вакуумной ионноплазменной технологией, по результатам анализа экспериментальной и теоретической диаграмм внедрения, получаемых при инструментальном микроиндентировании. Новизна методики заключается в учете вклада остаточных напряжений в покрытии и межфазного отслаивания покрытия при индентировании.

Ключевые слова: тонкие твердые покрытия; податливая подложка; инструментальное индентирование; диаграмма внедрения; межфазное разрушение; адгезионная прочность.

Voronin N. A.
CALCULATION AND EXPERIMENTAL METHOD FOR DETERMINING THE ADHESIVE STRENGTH OF THIN HARD COATINGS
(pp. 56-61)

Abstract. A calculation and experimental method for determining the adhesive strength of thin aluminum nitride coatings created by vacuum ion-plasma technology has been developed based on the results of an analysis of experimental and theoretical penetration diagrams obtained during instrumental microindentation. The novelty of the method lies in taking into account the contribution of residual stresses in the coating and interphase delamination of the coating during indentation.

Keywords: Thin hard coatings; Compliant substrate; Instrumental indentation; Penetration diagram; Interfacial failure; Adhesive strength.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Н. А. Воронин (Институт машиноведения им. А. А. Благонравова Российской академии наук, Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

N. A. Voronin (Mechanical Engineering Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Bhushan B. Depth‑sensing nanoindentation measurement techniques and applications // Microsystem Technologies. 2017. V. 23. P. 1595–1649.
2. Voronin N. A. Composite, Effective, and Real Hardness of Thin Coatings // J. of Friction and Wear. 2010. V. 31, Is. 4. P. 241–252.
3. Voronin N. A. Modeling of an Indentation Diagram for Topocomposites // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2018. V. 47, Is. 5. P. 434–441.
4. Oliver W. C., Pharr G. M. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments. // Journal of Materials Research. 1992. V. 7, Is. 6, P. 1564–1583.
5. Voronin N. A. An Improved Method for Determining Residual Stresses in Thin Hard Coatings // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2022. V. 51, Suppl. 1. P. S28–S35.
6. Abdul-Baqi A., Van der Giessen Е. Delamination of a strong film from a ductile substrate during indentation unloading // Journal of Materials Research. 2001. V. 16. Is. 5. P. 1396–1407.
7. Lu M., Huang H. Interfacial energy release rates of SiN/GaAs film/substrate systems determined using a cyclic loading dual-indentation method // Thin Solid Films. 2015. V. 589, P. 822–830.
8. Воронин Н. А. Усовершенствованный способ определения остаточных напряжений в тонких твердых покрытиях // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2022. № 3. C. 24–32.
9. Xie H. T., Huang H. Characterisation of the interfacial strength of SiN/GaAs film/substrate systems using energy balance in nanoindentation // Journal of Materials Research. 2013. Is. 28. P. 3137–3145.

Eng

1. Bhushan B. (2017). Depth‑sensing nanoindentation measurement techniques and applications. Microsystem Technologies, 23, 1595 – 1649.
2. Voronin N. A. (2010). Composite, Effective, and Real Hardness of Thin Coatings. Journal of Friction and Wear, 31(4), 241 – 252.
3. Voronin N. A. (2018). Modeling of an Indentation Diagram for Topocomposites. Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 47(5), 434 – 441.
4. Oliver W. C., Pharr G. M. (1992). An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments. Journal of Materials Research, 7(6), 1564 – 1583.
5. Voronin N. A. (2022). An Improved Method for Determining Residual Stresses in Thin Hard Coatings. Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 51(1), S28 – S35.
6. Abdul-Baqi A., Van der Giessen Е. (2001). Delamination of a strong film from a ductile substrate during indentation unloading. Journal of Materials Research, 16(5), 1396 – 1407.
7. Lu M., Huang H. (2015). Interfacial energy release rates of SiN/GaAs film/substrate systems determined using a cyclic loading dual-indentation method. Thin Solid Films, 589, 822 – 830.
8. Voronin N. A. (2022). An improved method for determining residual stresses in thin hard coatings. Problemy mashinostroeniya i avtomatizatsii, (3), 24 – 32. [in Russian language]
9. Xie H. T., Huang H. (2013). Characterisation of the interfacial strength of SiN/GaAs film/substrate systems using energy balance in nanoindentation. Journal of Materials Research, 28, 3137 – 3145.

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

DOI: 10.14489/hb.2024.09.pp.056-061

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-spravochnik-inzhenernyy-zhurnal

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/hb.2024.09.pp.056-061

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-spravochnik-inzhenernyy-zhurnal

Please specify the article DOI in the order comments.