Multicomponent nanostructured coatings based on (TiZrNbAlYCr)N with a hardness as high as 47 GPa were obtained by cathodic arc deposition. The effect of partial nitrogen pressure P _N (with constant bias potential U _ b =–200 V applied to the substrate) on the phase-composition variation, the size of crystallites, and their relation to the microstructure and hardness was investigated. An increase in the nitrogen pressure resulted in the formation of two phases with characteristic BCC (the lattice period is 0.342 nm) and FCC lattices with averaged nanocrystallite sizes of 15 and 2 nm. At a high pressure of 0.5 Pa, crystallites in the FCC phase with a lattice period of 0.437 nm grew in size to ~7 nm. The hardness of deposited coatings with larger (3.5 nm) FCC-phase crystallites and smaller (7 nm) BCC-phase crystallites was enhanced considerably.

Многослойные наноструктурные покрытия, состоящие из чередующихся слоев MoN и CrN, получены методом вакуумно-дугового испарения катода при различных условиях осаждения. Переход от микронных размеров бислоев к нанометровому масштабу в исследуемых покрытиях приводит к росту нанотвердости от 15 до 35.5 GPa (при толщине слоя порядка 35 nm). В то же время с уменьшением количества бислоев в покрытии среднее значение твердости по Виккерсу увеличивается от 1267 HV 0.05 до 3307 HV 0.05 . Повышение величины подаваемого на подложку потенциала от −20 до −150 V приводит к формированию в слоях покрытий текстуры роста с осью [100], а также к увеличению интенсивности рефлексов с ростом толщины бислоев. Элементный анализ, проведенный с помощью резерфордовского обратного рассеяния, вторичной ионной масс-спектрометрии и энергодисперсионных спектров, показал хорошее разделение слоев MoN и CrN вблизи поверхности покрытий.Работа выполнена в рамках бюджетных тематик № 0115U000682 " Разработка материаловедческих основ структурной инженерии вакуумно-плазменных сверхтвердых покрытий с целью достижения необходимых функциональных свойств" и № 0116U006816 " Разработка перспективных наноструктурных многослойных покрытий с улучшенными физико-механическими и трибологическими свойствами".