Приповерхностные слои гибридных покрытий

В поверхности возможно наличие нитрида титана в виде разных модификаций (8, е-фаз) и твердого раствора внедрения атомов азота в решетку. Их процентное содержание определяет физико-механические свойства сформированной поверхности.

По диаграмме фазового состояния системы Ti-N (с процентным содержанием азота до 50 ат.%) нитрид титана может существовать в виде а-, р1-, 8- и е-фаз. При высоких температурах соединение может иметь разный стехиометрический состав типа TiNx и существует даже при соотношении между атомами элементов 5:2 (TiN0..i). В области низких температур (не выше 1100 °С) существует е-фаза нитрида титана. При температуре 1065 С е-фаза участвует в перетектоидном равновесии еоа+8, имея очень узкую область гомогенности. Кроме этого, при закалке нитрида титана от высоких температур до комнатной возможно образование кубической 8- фазы нитрида титана нестехиометрического состава в интервале концентраций TiN-TiN0.4.

Экспериментально было установлено, что поверхность гибридных покрытий имеет в своем составе не только кубическую фазу TiN, но и тетрагональную e-TiN. Возможно, что в поверхности также присутствует чистый a-Ti (гексагональная структура P63/mmc). Оксид алюминия проявляется на рентгенограммах в виде четких дифракционных максимумов а-фазы А1203. Рефлексы у-А120з получаются расплывчатыми. Во многих областях дифрактограммы наблюдается наложение у-фазы А12Оз и пиков TiN. На дифрактограммах в области углов 26=(28-48)° присутствует гало без четко выраженных пиков, которое мы все также связываем с наличием в структуре покрытия 8-, 9-, и, возможно, АФ А120з.

Оплавление подслоя оксида алюминия пучком электронов с плотностью мощности 240 Вт/см2 особых изменений в фазовый состав поверхности покрытий не вносит. На дифрактограммах по-прежнему выделяются высокоинтенсивные пики а и у-фаз AI2O3. В области улов 29 (31-45)° все так же поднят фон, но выделить конкретные пики в этой области трудно. Рефлексы наибольшей интенсивности на этом участке и еще на некоторых углах мы связываем с наличием в поверхности 0-фазы А1203. Не исключено также наличие в составе приповерхностных слоев покрытия небольшого содержания 5- и фаз оксида алюминия и, возможно, его аморфной модификации.