Конспект лекцій з дисципліни «Формування структури та властивостей сучасних інстру ментальних матеріалів»

много-
слойной наноразмерной структуры
в покрытии, что приводит к возникно-
вению качественно новых свойств по сравнению с однослойными покрытия-
ми. Подобные покрытия имеют традиционную толщину (порядка нескольких 
микрометров, но состоят из большого количества подслоев нанодиапазона, 
т.е. слоев толщиной до 100 нм). 
К числу необычных свойств многослойных наноструктурных покры-
тий, прежде всего, нужно отнести более интенсивное возрастание прочности, 
твердости по сравнению с аддитивной (суммарной) прочностью и твердо-
стью отдельных компонентов (слоев), что обусловлено большой удельной 
долей межфазных поверхностей раздела с присущими для них явлениями, 
связанными с несоответствием решеток, двусторонней диффузией, торможе-
нием дислокаций на межфазных поверхностях и т.д. 
Кроме возрастания прочности и твердости, многослойные структуры из 
пленок нанометровой толщины проявляют ряд других необычных свойств 
(химических, физичес-ких) и, в зависимости от сочетания материалов слоев, 
могут быть интересны для различных практических применений. 
Получение многослойных наноструктурных сверхтвердых покрытий на 
основе чередующихся нанослоев тугоплавких соединений (TiN/NbN, 
TiN/ZrN, (TiAl)N/CrN и т.д.), наиболее перспективных для повышения стой-

---

70 
70 
кости режущих инструментов, износостойкости различных изделий машино-
строения, основано на применении методов физического осаждения вещества в вакууме. 
Число слоев в подобных МНП может варьироваться в больших преде-
лах, выбирается в зависимости от решаемых технологических задач и в ряде 
случаев может достигать двухсот. При этом от их количества (т.е. от тол-
щины каждого слоя) существенно зависят механические свойства, в частно-
сти, микротвердость, рис. 14. 
Рисунок 14 – Зависимость микротвердости многослойных покрытий
толщиной 2 

0,3 мкм TiN/NbN (
1
)
,
TiN/ZrN (
2
)
от количества слоев в покрытии (толщины слоя) 
 
С уменьшением толщины слоев твердость многослойных покрытий 
увеличивается и достигает, например, для TiN/NbN и TiN/ZrN ~ 70 ГПа при 
толщине слоев ~ 10 нм. Твердость однослойных покрытий этих же материа-
лов составляет 20…30 ГПа.