Влияние сверхтвердой углеродной пленки нанометровой толщины, полученной импульсным вакуумно-дуговым методом, на микротвердость композиции "покрытие-подложка" тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Дручинина, Оксана Александровна

• Дручинина, Оксана Александровна
• кандидат физико-математических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Дручинина, Оксана Александровна

Введение

Глава 1. Литературный обзор 1.1. Методы изучения механических свойств (твердости) материалов и 12 микротвердости тонких вакуумных покрытий

1.1.1. Физические основы твердости материалов

1.1.2. Статические методы определения микротвердости

1.1.3. Метод непрерывного вдавливания индентора (метод 17 кинетической микротвердости)

1.1.4. Динамический метод определения твердости материалов

1.1.5. Измерение твердости методом скрайбирования ^

1.2. Особенности поведения материалов в процессе деформирования 23 при микроиндентировании

1.2.1. Виды деформированного состояния твердых тел при 24 нагружении

1.2.2. Деформирование материалов при сосредоточенном нагружении

1.2.3. Микромеханизмы межузельной (краудионной) пластичности при 28 индентировании

1.2.4. Деформирование аморфных материалов в процессе 31 микроиндентирования

1.2.5. Разрушение хрупких материалов при индентировании

1.3. Взаимосвязь механических характеристик покрытий 35 (микротвердости) со структурными особенностями углеродных конденсатов, получаемых в условиях ионной бомбардировки на холодных подложках

1.3.1 .Аллотропные модификации углерода. Аморфный углерод.

1.3.2. Свойства алмазоподобных покрытий

1.3.3. Влияние условий осаждения на структуру, фазовый состав и свойства алмазоподобных пленок углерода

1.3.4. Исследование микротвердости углеродных покрытий при 44 изменении основных параметров процесса конденсации

1.4. Моделирование процесса взаимодействия индентора с 49 поверхностью твердого тела при индентировании

1.4.1 Математическое описание процесса индентирования твердых тел 49 и тел с покрытиями

1.4.2. Компьютерное моделирование процесса индентирования

1.4.2.1. Моделирование методом молекулярной динамики

1.4.2.2. Использование метода конечных элементов 59 Выводы к главе

Глава 2. Моделирование процесса микроиндентирования системы 65 «пленка - подложка»

2.1. Кинематическая модель индентирования системы «пленка - 66 подложка»

Выводы к главе

Глава 3. Аналитическое исследование влияния толщины 75 сверхтвердого алмазоподобного покрытия на микротвердость композиции

3.1. Теоретическое исследование влияния сверхтвердого углеродного 75 покрытия толщиной 100-1000 нм на микротвердость системы «пленка — подложка»

3.2. Компьютерное моделирование процесса индентирования подложки 78 с покрытием

Выводы к главе

Глава 4. Экспериментальное исследование влияния сверхтвердых 84 углеродных покрытий нанометровой толщины на микротвердость системы «пленка - подложка»

4.1. Особенности метода получения углеродных алмазоподобных 84 покрытий

4.2. Экспериментальное оборудование, материалы и методики 86 исследований

4.2.1. Описание исследуемых образцов, особенности их подготовки 86 перед нанесением углеродного покрытия

4.2.2. Экспериментальная установка УВНИПА 1

4.2.3. Сканирующий зондовый микроскоп «Смена-А»

4.3. Анализ влияния сверхтвердых углеродных покрытий на 91 микротвердость пластичных подложек

4.3.1. Исследование микротвердости образцов жесткого диска методом 91 микроиндентирования

4.3.2. Влияние толщины углеродного покрытия, полученного при 93 оптимальных условиях конденсации, на величину микротвердости поверхности жесткого диска

4.3.3. Исследование механических свойств системы «сверхтвердое 98 покрытие - пластичная подложка» методом наноиндентирования

4.4. Исследование влияния толщины пленки на микротвердость 101 системы «стальная подложка - углеродное алмазоподобное покрытие»

4.4.1. Исследование микротвердости образцов стали 12Х18Н10Т 101 методом микроиндентирования

4.4.2. Влияние толщины алмазоподобной пленки, полученной при 102 оптимальных условиях конденсации, на величину микротвердости системы «сверхтвердое углеродное покрытие - пластичная подложка»

4.5. Сравнение расчетных и экспериментальных значений 107 микротвердости системы «углеродная пленка - пластичная подложка» Выводы к главе

Глава 5. Восстановление деформированной при микроинденти- 116 ровании поверхности пластичной подложки с углеродным алмазоподобным покрытием.

5.1. Влияние толщины углеродной пленки на процесс восстановления деформированной при микроиндентировании поверхности подложки с покрытием

Выводы к главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние сверхтвердой углеродной пленки нанометровой толщины, полученной импульсным вакуумно-дуговым методом, на микротвердость композиции "покрытие-подложка"»

Актуальность темы. Ионно-плазменные методы обработки поверхности и технология нанесения покрытий в вакууме с использованием низкотемпературной плазмы открывают новые возможности для модифицирования поверхности различных изделий с целью улучшения их служебных характеристик (микротвердости, снижения коэффициента трения, повышения термостойкости и т.д.), определяющих срок службы любого изделия. Наиболее важным преимуществом данных методов является относительно невысокая температура обработки, не превышающая температуру разупрочнения материала изделия.

Сверхтвердые углеродные покрытия, формируемые в результате конденсации ускоренных частиц углерода на подложке, привлекают особое внимание исследователей, поскольку по своим физико-механическим характеристикам близки к природному алмазу и являются наиболее перспективными из всех видов покрытий для использования в нанотехнологиях. В последние годы во всем мире значительно вырос интерес к вакуумно-дуговым методам получения углеродных пленок. Это подтверждается большим количеством научных исследований и публикаций, а также повышенным интересом к этой технологии отечественных и западных компаний. К примеру, сверхтонкие (порядка нескольких нанометров) и сверхтвердые пленки углерода, получаемые вакуумно-дуговым методом, предлагается использовать для защиты тонкого магнитного слоя жестких дисков компьютеров, толщина которого уменьшается по мере повышения емкости накопителей. Перспективной областью использования углеродных конденсатов является твердотельная электроника, а также защита голографического и дифракционного микрорельефа.

Анализ литературы показывает, что определение микротвердости пленок малой толщины методом микроиндентирования является весьма сложной технической задачей, поскольку соблюдение соответствующих правил приводит к большим ошибкам при измерениях. Учитывая, что в процессе испытания глубина проникновения индентора превышает толщину покрытия, получаемые экспериментально значения в этом случае соответствуют микротвердости композиции «пленка-подложка». Исследование влияния сверхтвердых покрытий малой толщины на микротвердость композиции с использованием метода микроиндентирования требует проведения большого объема исследовательских работ для получения достоверного результата применительно к системе «углеродная пленка - пластичная подложка».

В научной литературе недостаточно данных об оценке влияния нанометровых углеродных покрытий на величину микротвердости системы «сверхтвердая пленка - пластичная подложка», а также отсутствует и теоретически обоснованный подход к задаче расчета микротвердости такой композиции при известной величине микротвердости подложки, толщине пленки и свойствах системы. Поэтому возникает необходимость в разработке модели индентирования системы «покрытие - подложка» для расчета твердости композиции, учитывающей все выше перечисленные величины. Кроме того, необходимы дополнительные исследования, направленные на изучение явления восстановления деформированной области вокруг отпечатка при микроиндентировании подложки с углеродным алмазоподобным покрытием.

Таким образом, тема исследований является актуальной как в научном, так и в ее прикладном аспекте.

Цель работы. Определение прочностных свойств поверхности пластичной подложки со сверхтвердой углеродной пленкой нанометровой толщины методом микроиндентирования.

Научная новизна работы.

1. Разработана кинематическая модель индентирования системы «сверхтвердая пленка - пластичная подложка» и получено аналитическое выражение для расчета микротвердости данной композиции, позволяющее оценить влияние сверхтвердого покрытия нанометровой толщины на прочностные свойства системы.

2. При использовании аналитического выражения для микротвердости композиции произведен расчет значения микротвердости системы «углеродная алмазоподобная пленка - пластичная подложка» в зависимости от толщины покрытия и определены границы применимости метода микроиндентировапия.

3. Экспериментально методом микроиндентирования установлено, что углеродное алмазоподобное покрытие толщиной 100 - 1000 нм вносит существенный вклад в величину микротвердости системы «пленка — подложка», а экспериментальные зависимости микротвердости системы от толщины покрытия в пределах допустимых разбросов совпадают с расчетными значениями.

4. Обнаружено явление восстановления деформированной в процессе микроиндентирования поверхности пластичной подложки с углеродным алмазоподобным покрытием после прекращения внешнего воздействия. Установлено, что на время восстановления деформированной при микроиндентировании поверхности подложки и характер его протекания влияет толщина углеродного алмазоподобного конденсата.

Практическая ценность работы.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований, полученные в работе, могут быть использованы для оценки прочностных свойств поверхности различных изделий при модифицировании ее путем нанесения углеродных алмазоподобных пленок нанометровой толщины.

Обнаруженное явление восстановления подложки с покрытием в дальнейшем может быть использовано для оценки общей деформации системы "сверхтвердая пленка - пластичная подложка" при индентировании, а также для корректировки методики измерения микротвердости такой композиции.

На защиту выносятся следующие основные результаты и положения:

1. Кинематическая модель индентирования системы «сверхтвердая пленка - пластичная подложка», в которой при расчете микротвердости композиции учитываются свойства подложки, покрытия и его толщина.

2. Данные расчетов микротвердости композиции «углеродная пленка -подложка», полученных на основе кинематической модели при толщине покрытия 100 - 1000 нм, и результаты компьютерного моделирования процесса индентирования.

3. Результаты экспериментального исследования микротвердости системы «углеродное алмазоподобное покрытие - пластичная подложка» в диапазоне толщины пленок 100 - 1000 нм.

4. Результаты исследования явления восстановления деформированной в процессе микроиндентирования поверхности пластичной подложки с алмазоподобным углеродным покрытием в зависимости от толщины пленки.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы были представлены на следующих научно-технических конференциях:

• IX Межгосударственной конференции «Радиационная повреждаемость и конструкционная способность материалов». - Белгород, 2001.

• Международная молодежная научная конференция «XXXI Гагаринские чтения». - Москва: МАТИ, 5-9 апреля, 2005.

• XV Петербургские чтения по проблемам прочности, г.С-Петербург, 2005г.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в шести статьях.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложения.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Дручинина, Оксана Александровна

Выводы к главе 5.

Обнаружено явление восстановления деформированной в процессе микроиндентирования поверхности пластичной подложки с углеродным алмазоподобным покрытием после прекращения внешнего воздействия. Показано, что толщина углеродного алмазоподобного конденсата значительно влияет на время восстановления деформированной при микроиндентировании поверхности подложки и характер его протекания.

В случае пластичной подложки, высокого значения адгезионной прочности между твердым покрытием и подложкой, а также при условии отсутствия хрупкого разрушения защитного покрытия восстановление поверхности подложки после микроиндентирования можно связать с релаксацией внутренних напряжений сжатия в покрытии. Достаточно большое время восстановления может быть связано с диффузионными процессами в самой пленке (перераспределением дефектов, внесенных при микроиндентировании, под действием неоднородных полей внутренних напряжений).

Учитывая, что внедрение индентора в поверхность сопровождается пластическим деформированием материала в области контакта, а вокруг отпечатка обычно имеется область упруго-пластических деформаций, то при индентировании системы «сверхтвердая пленка - пластичная подложка» оптически прозрачные углеродные алмазоподобные покрытия визуализируют именно эту область. По интерференционной окраске покрытия можно оценить величину деформации поверхности подложки вблизи отпечатка индентора.

Заключение

1. Разработана кинематическая модель индентирования системы «сверхтвердая пленка — пластичная подложка» и получено аналитическое выражение для расчета микротвердости данной композиции, позволяющее оценить влияние сверхтвердого покрытия нанометровой толщины, характеристик пленки и подложки на прочностные свойства системы.

2. При использовании аналитического выражения для микротвердости композиции были получены расчетные значения микротвердости системы «углеродная алмазоподобная пленка - пластичная подложка» в зависимости от толщины покрытия. Результаты расчетов показывают, что нижняя граница толщины углеродного алмазоподобного конденсата, при которой можно оценить влияние пленки на микротвердость системы «покрытие - подложка» с учетом возможностей метода микроиндентирования, составляет 100 нм. Результаты компьютерного моделирования позволили получить качественную картину перераспределения напряжений в системе «пленка — подложка».

3. В результате экспериментов по микроиндентированию установлено, что углеродное алмазоподобное покрытие толщиной 100 - 1000 нм вносит существенный вклад в величину микротвердости системы «пленка - подложка», а экспериментальные зависимости микротвердости системы от толщины покрытия в пределах допустимых разбросов совпадают с расчетными значениями.

4. Установлено, что повышение микротвердости поверхности пластичных подложек с покрытием нанометровой толщины по отношению к исходному значению, зависит от толщины наносимой пленки и величины прикладываемой нагрузки.

5. В процессе проведения эксперимента обнаружено явление восстановления деформированной в процессе микроиндентирования поверхности пластичной подложки с углеродным алмазоподобным покрытием после прекращения внешнего воздействия и предложено объяснение данного эффекта с учетом особенностей углеродного конденсата, получаемого импульсным вакуумно-дуговым методом. Показано, что толщина углеродного алмазоподобного конденсата влияет на время восстановления деформированной при микроиндентировании поверхности подложки и характер его протекания. Полученные результаты использованы для корректировки методики измерения микротвердости системы «углеродное покрытие — жесткий магнитный диск персонального компьютера», а также для визуализации микродеформаций при микроиндентировании.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Дручинина, Оксана Александровна, 2006 год

1. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений М.: Машиностроение, 1990. — 528 с.

2. В.К. Григорович Твердость и микротвердость металлов М: Наука, 1976.-230с.

3. Цинзерлинг Л.Г. К вопросу о физической природе микротвердости: Сб. Новое в области испытаний на микротвердость / Сост. Ю.С. Боярская — 1985 С.86-92.

4. Марковец М.П. Определение механических свойств металлов по твердости. М.: Машиностроение, 1979. - 264с.

5. Боярская Ю.С. Деформирование кристаллов при испытаниях на микротвердость. Кишинев: Шниица, 1982. -270с.

6. Voort G.F. V., Lucas G. M. Microindentation Hardness Testing // Advanced Materials &Processes 1998. - v.l54 - Issue 3 - p.21 -24.

7. Боярская Ю.С., Грабко Д.З., Кац M.C. Физика процессов микроиндентирования. Кишинев: Штиинца, 1986. - 295с.

8. Глазов В.М., Вигдорович В.Н. Микротвердость металлов- М.: Металлургия, 1969. 243с.

9. Гусев А.И., Ремпель A.A. Нанокристаллические материалы. М.: Физматлит, 2000. - 175с.

10. Ю.Безухов H.H. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. — М.: Высш. шк., 1968. 537с.

11. Мозберг Р.К. Материаловедение: Учеб.пособие.-2-е изд., перераб. М.: Высш.шк., 1991- стр.47-53.

12. Павлов П.В., Хохлов А.Ф. Физика твердого тела: Учебное пособие. -М.: Высш. шк., 1985. С.112-114.

13. Физическая энциклопедия. М.: Сов. Энциклопедия. - Т.1. - 1988. -С.559.14.3олотаревский B.C. Механические свойства металлов. М.: Металлургия., 1983.-352с.

14. Бойцов Э.А. Динамика пластической деформации при микро- и наноиндентировании // Дисс. канд.физ.-мат. наук: 01.04.07— М.: РГБ, 2003.

15. Н. Gao Modelling Plasticity at the Micrometer Scale // Naturwissenschaften.- 1999. v.86-p.507-515.

16. H.G. Kreuzer, R. Pipan Discrete dislocation simulation of nanoindentation // Computational Mechanics. 2004. - v.33.-p.292-298.

17. Конева H.A. Физика прочности металлов и сплавов // Соросовский образовательный журнал 1997- №7- С.95 -102.

18. Новиков И.И., Строганов Г.Б., Новиков А.И. Металловедение, термообработка и рентгенография: Учебник для вузов. — М.:"МИСИС", 1994.-С.26-33, С. 162-167.

19. Неклюдов И.М., Камышанченко Н.В. Физические основы прочности и пластичности металлов. -Москва Белгород: Изд.БелГУ- 2001. - ч.З. -168с.

20. Конева H.A. Природа стадий пластической деформации // Соровский образовательный журнал. 1998.-№10. - С. 99-105.

21. Акчурин М.Ш., Регель В.Р. Исследование особенностей деформационной структуры, образующейся при воздействии на кристаллы сосредоточенной нагрузки (обзор) // Заводская лаборатория.- 1999.-№5.-т.65-С. 17-28

22. Вальковская М.И., Пушкаш Б.М. Пластичность и хрупкость полупроводниковых материалов при испытаниях на микротвердость. -Кишинев: Шниица, 1984. 285с.

23. Синани А.Б. Об измерении твердости хрупких тел // ПЖТФ- 2003 -т.29. вып. 19.- С.48-51.

24. Ван Флек J1. Теоретическое и прикладное материаловедение. Пер.с англ.-М.: Атомиздат., 1975.- С.382-403.

25. Разрушение твердых тел / Под ред. Д.С. Брукера, A.A. Гильмана М.: Металлургия, 1967-С.7-48.

26. Kelcher C.L., Plimpton S.J., Hamilton J.C. Dislocation nucleation and defect structure during surface indentation // Physical Review B. v.58. - №17-p.l 1085-11088.

27. Булычев С.И., Шортов M.X., Алехин В.П. и др. О деформационном упрочнении приповерхностных слоев материалов при вдавливании // ФиХОМ. 1984. -№3.- С. 111-114.

28. Swadener J.D., Georg Е.Р., Pharr G.M. The correlation of the indentation size effect measured with indenters of variouse shares // Journal of the Mechanics and Physics of Solids 2002. - v.50.- p.681-694.

29. Huang Y, Gao H., Nix W.D., Hutchinson J.W. Mechanism-based strain gradient plasticity I. Theory // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. - 1999. - v.47. - p. 1239-1263.

30. Huang Y, Gao H., Nix W.D., Hutchinson J.W. Mechanism-based strain gradient plasticity—II. Analysis // J. of the Mechanics and Physics of Solids. -2000.- v.47.-p.99-128.

31. Gao H. Modeling Plasticity at the Micrometer Scale // Naturwissenschaften. 1999.-v. 86. -p.507-515.

32. Gao Y.X., Fan N. A micro-mechanism based analyses for size-dependent indentation hardness // J. of Materials Science 2002. - v.37. - p.449-4498.

33. Yueguang Wei, Hatchinson J.W. Hardness trend in micron scale indentation //J. of the Mechanics and Physics of Solids. -2003. -v.51.-p.2037-2056.

34. Булычев С.И., Алехин В.П., Терновский А.П. Об определении физико-механических свойств материалов методом непрерывного вдавливания индентора // ФиХОМ, 1976.- №2 - С.58-64.

35. Алехин В.П., Булычев С.И. Расчет механических характеристик при испытании на вдавливание с учетом упругих деформаций // ФиХОМ. -1978. -№3. С.134-138.

36. Булычев С.И., Алехин В.П., Шортов М.Х. Исследование физико-механических свойств материалов с приповерхностных слоях и в микрообъемах методом непрерывного вдавливания индентора (обзор)//ФиХОМ. 1979-№5- С.69-81.

37. Шоршов М.Х., Булычев С.И., Алехин В.П. Расчет пластической и упругой деформации при вдавливании индентора // Докл. АН СССР.-1981.-259, №4, С.839-842.

38. Шоршов М.Х., Булычев С.И., Алехин В.П. Диффузионная релаксация микротвердости в приповерхностных слоях // ФиХОМ. 1982. - №5-С.131-133.

39. Булычев С.И. Об оценке упругих деформаций при испытании вдавливанием индентора с регистрацией глубины отпечатка // Проблемы прочности. 1989. - №1. - С.87-90.

40. Галанов Б.А., Григорьев О.Н., Мильман Ю.В. Определение твердости и модуля Юнга при упругопластическом внедрении инденторов в материалы.//Докл. АН СССР -1984.-274.- №4 С.815-817.

41. Галанов Б.А., Григорьев О.Н., Мильман Ю.В. Определение твердости и модуля Юнга по глубине внедрения пирамидального индентора // Проблемы прочности. 1983 - №11- С.93-96.

42. Галанов Б.А., Григорьев О.Н. Деформация и разрушение материалов при сосредоточенном нагружении // Проблемы прочности- 1986. -№10. С.36-42.

43. Булычев С.И., Алехин В.П. Испытание материалов непрерывным вдавливанием индентора. М.: Машиностроение, 1990. - 223с.

44. Булычев С.И. Соотношение между восстановленной и невосстановленной твердостью при испытании наномикроинденти-рованием // ЖТФ. 1999г.- Т.69. - вып.7. - С.42-48.

45. U. Ramamurty, S. Sridhar, S.Suresh An Experimental Study of Spherical indentation on piezoelectric materials //Acta mater- 1999- v.47- №8. -p.2417-2430.

46. B.Wolf Inference of Mechanical properties from Instrumented Depth Sensing Indentation at Tiny Loads and Indentation Depths// Crist.Res.Technol 2000.- v.35.- №4. -p.377-399.

47. Сб.: Склерометрия. Теория, методика, применение, испытание на твердость царапанием-М.: Наука, 1968.

48. Григорович В.К. К методике определения микротвердости царапанием// Склерометрия. М.: Наука, 1968. - С. 44-50.

49. Тушинский Л.И., Плохов А.В. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий Новосибирск : Наука, 1986 - 200с.

50. Шмелева Н.М. Контролер работ по металлопокрытиям. -М.¡Машиностроение, 1980. С. 12-24.

51. Мелентьев А.Г., Классен Н.В., Кобелев Н.П. и др. Об особенностях микротвердости монокристаллического фуллерита Сбо при склерометрических испытаниях // ФТТ. т.41. - вып.6. - 1999, С. 1119 — 1123.

52. Tuck J.R and Korsunsky A.M. The influence of coating cracking and debonding on the hardness of coated systems // Department of Engineering Science.

53. Papachristos V.D., Panagopoulos C.N., Christoffersen L.W., Markaki A. Young's modulus, hardness and scratch adhesion of Ni -P -W multilayered alloy coatings produced by pulse plating // Thin Solid Films 2001. - v.396. -p. 173 -182.

54. Seung Ho Yang, Hosung Kong,., Kwang-Ryeol Lee, Sejun Park, Dae Eun Kim Effect of environment on the tribological behavior of Si-incorporated diamond-like carbon films // Wear. 2002. v.252. - p.70-79.

55. Zeng X.T., Zhang S., Sun C.Q.,. Liu Y.C Nanometric-layered CrN/TiN thin films: mechanical strength and thermal stability // Thin Solid Films. -2003.-v. 424. -p.99-102.

56. Головин Ю.И.,. Тюрин А.И Микро- и наноконтактное взаимодействие твердых тел // Природа. 2003 - №4.

57. Gouldstone A., Koh H.-J., Zeng K.-Y. Discreate and Continuous deformation during Nanoindentation // Acta Materialia. 2000.64.0gilvy J.A. A parametric elastic model for indentation testing of thin films// J. Phys.D:Phys- 1993.- v.26. p.2123-2131.

58. K.J.Van Vliet, S.Suresh Simulations of cyclic normal indentation of crystal surfaces using the bubble-raft model // Philosophical Magazin A. 2002. -v.82. -№10. -p.1993-2001.

59. Yo-Han Yoo, Woong Lee and Hyunho Shin Spherical nanoindentation of a hard thin film/soft substrate layered system: I. Critical indentation depth // Modelling Simulation Materials Science Engineering.-2004-v.l2.-p.59-67.

60. Yo-Han Yoo, Woong Lee and Hyunho Shin Spherical nano-indentation of a hard thin film/soft substrate layered system: II. Evolution of stress and strain fields // Modelling Simulation Materials Science Engineering-2004. v.24 -p.69-78.

61. Андриевский Р.А, Калинников Г.В. и др. Наноиндентирование и деформационные характеристики наноструктурных боридонитридных пленок // ФТТ. 2000. - Т.42.- вып.9.- С. 1624-1627.

62. Головин Ю.И., Иволгин В.И., Коренков В.В., Коренкова Н.В., Рябко Р.И. Определение комплекса механических свойств материалов в нанообъемах методами наноиндентирования // Конденсированный среды и межфазные границы-2001 -Т.З.-№2-С.122-135.

63. Головин Ю.И., Иволгин В.И., Тюрин А.И., Хоник В.А. Скачкообразная деформация объемного аморфного сплава Р&юСизоМюРго в процессе наноиндентирования. // ФТТ. 2003. -т.45. - вып.7. - С.1209-1212.

64. Головин И.Ю., Иволгин И.Ю., Рябко Г.Р. Вязкоупругое восстановление различных материалов в области динамического наноконтакта // ПЖТФ.- 2004. т.ЗО - вып.5.- С.64-69.

65. Sangwal К., Gorostiza P. In situ study of the recovery of nanoindentation deformation of the (100) face of MgO crystals by atomic force microscopy // Surface Science. 1999.- v.442.-p.l61-178.

66. Sangwal K., Gorostiza P., Sanz F. Atomic force microscopy study of nanoindentation creep on the (100) face of MgO single crystals // Surface Science.- 2000. v.446. - р.314-322.

67. Cron W.C., Shaw G.A., Stone D.S. Shape Recovery after Nanoindentation of NiTi Thin Films // SEM Annual Conference Proceedings, Carlotte, NC -2003.

68. Schuh C.A., Argon A.S. The transition from localized to homogeneous plasticity during nanoindentation of an amorphous metal // Philosophical Magazine.- 2003. v.83. - №22. -p.2585-2597.

69. Бетехтин В.И., Глезер A.M., Кадомцев А.Г., Кипяткова А.Ю. Избыточный свободный объем и механические свойства аморфных сплавов // ФТТ. 1998. -т.40. -№1. - С.85-89.

70. Глезер A.M., Молотилов Б.В. Структура и механические свойства аморфных сплавов М.: Наука, 1992 - 206с.

71. Бакай A.C. Поликластерные аморфные тела. — М.: Энергоатомиздат, 1987.-420 с.

72. Бакай A.C. Радиационная повреждаемость аморфных и мелкокристаллических тел // В кн. Структура и радиационная повреждаемость конструкционных материалов. М.: Металлургия, 1996. -163 с.

73. Дедков Г.В. Нанотрибология: экспериментальные факты и теоретические модели // УФН. 2000. - Т. 170 - №6 - С.585-618.

74. Dao М., Chollacoop N., Van Vliet K.J. Computational modeling of the forward and reverse problems in instrumented sharp indentation // Acta materially. -2001. v.49. - p. 3899-3918.

75. Степанов Г.В. Сопротивление металлов деформации при ударном нагружении // Проблемы прочности. 2002. - №3. - С.7-14.

76. Николаев В.И. Шпейзман В.В., Смирнов Б.И. Определение модуля упругости эпитаксиальных слоев GaN методом микроиндентирования // ФТТ. 2000. - Т.42. - вып.З - С. 428-431.

77. Головин Ю.И., Иволгин В.И., Коренков В.В., Тюрин А.И. Динамика формирования отпечатка и дислокационной розетки при импульсном микроиндентировании ионных кристаллов // ФТТ. 1997. - Т.39. -вып.2,- С. 318-319.

78. Головин Ю.И., Тюрин А.И., Иволгин В.И., Коренков В.В. Новые принципы, техника и результаты исследования динамических характеристик твердых тел в микрообъемах // ЖТФ. — 2000. Т.З. -вып.5. - С.82-90.

79. Головин Ю.И., Иволгин В.И., Коренков В.В., Тюрин А.И. Определение времязависимых пластических свойств твердых тел посредством динамического наноиндентировапия // Письма в ЖТФ. — 1997. Т.23. -вып. 16. - С. 15-19.

80. Герасимов А.Б., Чирадзе Г. Д., Кутивадзе Н.Г. и др. Влияние режима формирования отпечатка на оценку величины фотомеханического эффекта // ФТТ. 1998. - Т.40. - вып.З. - С.503-504.

81. Nix W.D. Mechanical properties of thin films. // Metal.Trans- 1989. -v.20A. -p.2217.

82. Pharr G.M., Oliver W.C. Measurements of thin films mechanical properties using nanoindentation // MRC, Bulletin. 1992. - v. 17. - p.28-32.

83. Wu T.W. The thin film characterization by nanoindentation // Mater.Chem.Phys 1993. - v.33. - p. 15-19.

84. Сойфер Я.М., Вердян А. Исследование локальных механических свойств хлористого калия методом атомно-силовой микроскопии // ФТТ. 2003. - т. 45.- вып.9.- С. 1621-1625.

85. Di Nardo, John N. Nanoscale characterization of surfaces and interfaces // Weinheim, N.Y., 1994. 384 p.

86. Houston J.E., Michalske T.A. The interfacial-force microscopy.// Nature. -1992. v.356. - March. - p.266-227.

87. Thomas R.C., Tangyunyong P., Houston J.E. Chemicallysensitive interfacial-force microscopy: contact potential measurement of self-assembling monolayer films // J.Phys.Chem 1994. - v.98. - p.4493-4494.

88. Лаврова JI.B., Орлов M.P. Применение обобщенного критерия для оценки качества вакуумно-плазменных покрытий // Заводская лаборатория. 1994. -№11.- С.65-67.

89. Кривцов A.M., Морозов Н.Ф. О механических характеристиках наноразмерных объектов // ФТТ 2002. - Т.44. - вып. 12 - С.2158-2163.

90. Штанский Д.В., Кулинич С.А. и др. Особенности структуры и физико-механических свойств наноструктурных тонких пленок // ФТТ 2003. - Т.45. - вып.6. - С. 1122-1129.

91. Палатник JI.C., Федоров Г.В., Косевич В.М. К методике измерения микротвердости в тонких слоях // Механические методы испытаний. -1958. №6 - С.759-761.

92. Стрельников Ю.П., Макаров A.C. и др. Способ определения микротвердости металлических слоев / A.c. №1668913 AI, 07.08.91г.

93. Галанов Б.А.,. Григорьев О.Н, Мильман Ю.В.,. Рагозин И.П., Трефилов В.И. Определение твердости и модуля Юнга при упругопластическом внедрении инденторов в материалы // ДАН СССР.- 1982.-С. 815-817.

94. Манника И.П., Тетерис Я.А. Определение механических свойств и структурного состояния аморфных тонких пленок методом прецизионного микровдавливания // Сб. научных трудов, Кишинев, 1986 С.168-172.

95. Воеводин A.A., Спасский С.Е., Ерохин A.JI Определение микротвердости тонких покрытий с учетом их толщины и твердости подложки // ФХОМ. 1991. -№6. - С.45-46.

96. ЮЗ.Зибуц Ю.А., Матвиенко Л.А., Каминскас А.И. Оценка микротвердости упрочняющих покрытий // ФХОМ- 1998 №4. -С.40-41.

97. Чумиков А.Б., Акифьев В.А. Методика измерения микротвердости тонких вакуумных покрытий // Заводская лаборатория. 2000. -№4. -С.54-56.

98. Korsunsky А. М. , Constantinescu A. On property deconvolution from indentation of coated systems // XXX Convegno Nazionale AIAS Alghero (SS), 12-15 September 2001.

99. Романов И.Г., Царева И.Н., Кривина Л.И. Структура, механические и фрикционные свойства пленок нитрида титана, подвергнутых обучению непрерывными потоками ионов // ПЖТФ. — 1998. — Т.24. -№3. С.64-68.

100. Ю7.Шоршов М.Х., Булычев С.И., Кулапов А.К., Кравченко В.И., Федюнина A.C. Микротвердость тонких пластичных покрытий // ФХОМ. 1984. - №6. - С. 128-133.

101. Bull S. J. and Korsunsky A. M. Mechanical properties of thin carbon overcoats // Tribology International. 1998. - Vol. 31. - №. 9. - p.547-551.

102. Burnett P.J. and Rickerby D.S. The Mechanical Properties of Wear-resistant coatings I:Modelling of Hardness Behaviour // Thin Solid Films. — 1987. v. 148. -p.41-50.

103. Jonsson B. and Horgmak S. Hardness Measurements of Thin Films // Thin solid films 1984. - v.l 14 - p.257-269.

104. Martines E., Esteve J. Nanoindentation Hardness Measurements Using Real-shape Indenters: Application to Extremely Hard and Elastic Materials // J. Applied Physics A 2001. - v.72 - р.319-324.

105. Быков Ю.А, Карпухин С.Д., Бойченко M.K. Способ определения твердости покрытия./Патент РФ №2222801 от 27.01.2004г.

106. Sriram Sundararajana, Bharat Bhushana, Takahiro Namazub Mechanical Property Measurements of Nanoscale Structures Using an Atomic Force Microscope // Ultramicroscopy. 2002. - v.91. - p. 111-118.

107. Sriram Sundararajan, Bharat Bhushan Micrornanotribology of Ultra-thin Hard Amorphous Carbon Coatings Using Atomic Forcer friction Force Microscopy // Wear, v.225-229, 1999, p.678-689.

108. Hou Q.R., Gao J .Enhanced Adhesion of Diamond-Like Carbon Films with a Composition-graded Intermediate Layer // Applied Physics A. 1999. -v. 68. -p.343-347.

109. Mulliah D., Kenny S.D. Molecular Dynamic Simulations of Nanoscratching of Silver (100) // Nanotechnology. 2004. - v. 15 -p.243 - 249.

110. Oliveira J.C., CavaleiroU A., Vieira M.T. The Influence of Er doping of A1N Sputtered Coatings on Their Mechanical Properties // Surface and Coatings Technology. 2000. - v. 132. - p.99-104.

111. Stephan Siegmann Sprayed Coatings using Area-scale Fractal Analysis // EMPA Thun, Thun, Switzerland D. 1999. - p.355-360.

112. Федосеев Д.В., Новиков Н.В., Вишневский А.С. // Алмаз. Справочник. Киев: Наукова думка, 1981 - 78с.

113. Berman R., Simon F. On the graphite-diamond equilibrium. // Z.Elektrochem. 1955. - №2. - p.333-338.

114. Коршак B.B., Кудрявцев Ю.П. и др. Карбин новая аллотропная модификация углерода // Вестник АН СССР. - 1978. - №1. - С.70-78.

115. Золотухин И.В. Фуллерит новая форма углерода // Соросовский образовательный журнал. - 1996. - №2.

116. Елецкий А.В., Смирнов Б.М. Фуллерены и структура углерода // УФН.- 1995.-№9.

117. Матюшенко Н.Н., Стрелышцкий В.Е. и др. Промежуточная форма кристаллического углерода. // ФХОМ. 1977, №8, с.760-762.

118. Samokhvalov N.V., Opalev О.А., Yu.Ya. Volkov Diamond growth on a large area and some aspects of diamond nucleation // Diamond and Related Materials. 1997. - №6. - p. 426^29.

119. Warren B.E. X-Ray diffraction study of carbon black. // J. Chem. Phys-1934.-№9.-p.551-555.

120. Гусева М.Б., Бабаев В.Г., Никифорова H.H. и др. Анализ и обработка картин электронной дифракции аморфного углерода. // Поверхность. Физика, механика, химия. 1984. -№2 - С.61-70.

121. Мельниченко В.М., Сладков A.M., Никулин Ю.Н. Строение полимерного углерода.// Успехи химии. 1982. - т.51- вып.5-С.736-763.

122. Чайковский Э.Ф., Розенберг Г.Х., Семенов А.В., Костенко А.Б. Структура пленок углерода, полученных методом ионно-лучевого осаждения // Поверхность. 1985. - №9- С.98-102.

123. Кунченко В.В., Матюшенко H.H., Матвиенко Б.В. и др. Микромикродифракционное исследование аморфной углеродной пленки // Сверхтвердые материалы. №5 - 1986 - С.6-8.

124. Аксенов И.И., Падалка В.Г., Стрельницкий В.Г. и др. Некоторые свойства алмазоподобных углеродных покрытий и возможные области их применения // Сверхтвердые материалы 1979-№1-С.25-28.

125. Ротнер С.М., Мокрицкий В.А. Алмазоподобные пленки в микроэлектронике // Алмазоподобные и углеродные пленки, ISTF-12, РазделИ, 2003 С.114-115.

126. Стрельницкий В.Е., Падалка В.Г., Вакула С.И Некоторые свойства алмазоподобных углеродных пленок, полученных при конденсации плазменного потока в условиях высокочастотного потенциала // ЖТФ — 1978. Т.48. - вып.2. - С.377 - 381.

127. Чайковский Э.Ф., Пузиков В.М., Семенов A.B. Осаждение алмазных пленок из ионных пучков углерода. //Кристаллография. 1981-т.26-вып.1. - С.219 - 222.

128. Аксенов И.И., Вакула С.И., Кунченко В.В. и др. Влияние температуры подложки и энергии ионов углерода на структуру и свойства плазменного конденсата // Сверхтвердые материалы. №3. -1980. - С.12-16.

129. Савенко В.И., Белянин А.Ф., Перевозчиков В.Н. Влияние алмазоподобных углеродных покрытий на механические свойства приповерхностных слоев кварцевых стекол // ФХОМ. 1997 - №5 — С.74-76.

130. Аксенов И.И., Вакула С.И., Стрельницкий В.Е. и др. Высокоэффективный источник чистой углеродной плазмы // ЖТФ.-№9.-1980.-С.200-203.

131. Самойлович М.И., Белянин А.Ф. Алмазные и алмазоподобные углеродные пленки: Формирование и строение. // Сб. докладов 15-го Международного симпозиума "Тонкие пленки в оптике и электронике". Харьков. - 2003- С.6-37.

132. Маслов А.И. Разработка способа и технологии нанесения углеродных алмазоподобных покрытий на спецоснастку и изделия электронной техники Диссертация кандидата технических наук: 05.27.06 - 1987г.

133. Колпаков А.Я. Влияние радиационных дефектов на процесс формирования углеродного алмазоподобного покрытия. Диссертация кандидата физ.-мат. наук: 01.04.07. — Белгород, 2000.

134. Martines Е., Polo М.С., Pascual Е., Esteve J. Substrat temperature effects on microhardness and adhesion of diamond-like thin films // Diamond and Related Materials. 1999. - v.8. -p.563-566.

135. Seung Lee,Jin-Koog Shin Defect density and atomic bond structure of tetrahedral amorphous carbon (ta-C) films prepared by filtered vacuum arc process // J.Appl.Phys.2003. vol.7.

136. А.И. Маслов, Г.К. Дмитриев, Ю.Д. Чистяков Импульсный источник углеродной плазмы для технологических целей // Приборы и техника эксперимента 1985- №3.- С. 146-149.

137. Kwang-Ryeol Lee, Kwang Yong Eun, Keum-Mo Kim Application Carbon Films for Anti-abrasion and Low Friction Properties of VCR Head Drums //Surface and Coating Technology -1995.- v.76-77 p.786-790.

138. Eui-Sung Yoon, Hosung Kong Tribological Behavior of Sliding Diamond-like Carbon Films under Various Environments // Wear 1998 -v.217. -p.262-270.

139. Cho S.-J., Lee K.-R, Eun K.Y. A Method of Determining the Elastic Properties of Diamond-like Carbon Films // Diamond and Related Materials- 1999-v.8.-p.l067-l 072.

140. Cho S.-J., Lee K.-R, Eun K.Y. Biaxial Elastic Modulus of very Thin Diamond-like Carbon (DLC) Films // Diamond and Related Materials. -2001 v.10-p.2069-2074.

141. Файзрахманов И.А., Базаров B.B., Хайбуллин И.Б. Исследование методом оптической спектроскопии микроструктуры пленок а-С, полученных ионно-стимулированным осаждением // Алмазоподобные и углеродные roieiiKH.ISTF-12 Раздел II. - С.137-140.

142. Hirvonen J.-P. and. Koskinen J Dynamic relaxation of the elastic properties of hard carbon films // J.Appl. Phys-1997- v.81- №11 -p.7248-7254,

143. Li Ma, Jack Zhou Self-Similarity Simplification Approaches for the Modeling and Analysis of Rockwell Hardness Indentation // J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol.- 2002.-vol.107.-p.401-412

144. Zeng Zuwei Adhesion Mechanics of Thin-Films Indentation // School of Mechanical&Production Engineering Nanyang Technology University, Singapore 2004.

145. Галанов Б.А. О приближенном решении некоторых контактных задач с неизвестной площадкой контакта в условиях степенного упрочнения материала // Известия АН СССР. Механика твердого тела 1981- №5.- С.61-67.

146. Галанов Б.А., Григорьев О.Н. Деформация и разрушение материалов при сосредоточенном нагружении // Проблемы прочности. — 1986.— №10.-С.36-42.

147. Ивлев Д.Д., Ишлинский А.Ю., Непершин Р.И. О внедрении жесткой пирамиды в идеально пластическое полупространство // Механика твердого тела 2002.- №4 - С.57-62.

148. Ogilvy J.A. A parametric elastic model for indentation testing of films // J.Phys.DrAppl.Phys. 1993,- v.26.-p.2123-2131.

149. Tuck J.R., Korsunsky A.M., Bull S.J. Indentation hardness evaluation of cathodic arc deposited thin hard coatings // Surface and Coatings Technology 2001.- v. 139 - p.63-74.

150. Kaden Hazzard Molecular Dynamics as a Bridge: Fundamentals, Methods, and Current Research // Reviews in Undergraduate Research v.2. - 2003. -p. 19-26.

151. Sinnott S.B., Colton R.J. and White C.T. Atomistic simulations of the nanometer-scale indentation of amorphous-carbon thin films // J.Vac.Sci. Technol. A.-May/Jun 1997.- 15(3).

152. Kreuzer H.G.M., Pippan R. Descrete dislocation simulation of nanoindentation // Computational Mechanics. 2004. - v.33. - p.292-298.

153. Kelchner C.L., Plimpton S.J. at all Dislocation nucleation and defect structure during surface indentation // Physycal Review B.-1999. v.58. -№17.-p.l 1085-11088.

154. Michielsen K., Figge M.T. Molecular dynamics simulation of nanoindentation // Material Science Centre, Netherlands, 2003.

155. Дмитриев А.И., Псахье С.Г. Молекулярно динамическое исследование зарождения процесса локализации деформации в поверхностных слоях материала на наномасштабном уровне // Письма в ЖТФ.- 2004.- т.ЗО - вып. 14.- С.8 -12.

156. Xi-Yong Fu, Michael L.Falk, D.A. Rigney Sliding behavior metallic glass Part II. Computer simulations // Wear. 2001.- v.250. - p.420-430.

157. He J.L., Veprek S. Finite element modeling of indentation into superhard coatings // Surface and Coatings Technology 2003. - vol. 163-164 - p.374 -379.

158. Кибардин В.Ю., Кукуджанов B.H. Моделирование континуального разрушения в упруговязкоплатическом материале // Механика твердого тела.-2001.-№1.-С.113-123.

159. Xi Chen, Vlassak J. A Numerical Study on the Measurement of Thin Film Mechanical Properties by means of Naniondentation // Harvard University, Cambridg, MA 02138.

160. Vlachos D.E., Markopoulos, Kostopoulos V. 3-D Modeling of nanoindentation experiment on a coating-substrate system // Computational Mechanics. 2001. - vol.27 - p. 138-144.

161. Bhattacharya A.K., Nix W.D. Analysis of Elastic and Plastic Deformation Associated with Indentation testing of Thin Films on Substrates // Int. J. Solids Structures 1988. - vol. 24. -№.12. - p. 1287-1298.

162. Пакет ELCUT (TT) Студент 5.1.4.137., С-Петербург, TOP,2004.

163. Korsunsky A.M. M.R.McGurk, Bull S.J. On the hardness of coated systems // Materials Division, Department of Mechanicals, Materials and Manufacturing Engineering, University of Newcastle, United Kingdom.

164. Larsson, P.-L. and Peterson, I. R. M. Evaluation of Sharp Indentation Testing of Thin Films and Ribbons on Hard Substrate // Journal of Testing and Evaluation, JTEVA-2002.- v.30.-№1.-p.64-73.

165. Стрельницкий B.E. Исследование алмазоподобных форм углерода и получение покрытий на их основе при конденсации плазмы в вакууме // Дисс. канд.физ.-мат. наук: 01.04.07. Харьков, 1980.

166. Аксенов И.И., Стрельницкий В.Е. Синтез безводородных пленок алмазоподобного углерода // Алмазоподобные и углеродные пленки, ISTFE-12. Раздел И-С.96-105.

167. Poliakov V.P., Lepiensky С.М., Inkin V.N., Kirpilenco G.G. Nanoindentation measurements of the mechanical properties of hydrogenfree DLC (ta-C) films on orthopedic substrates // Раздел II Свойства алмазных и алмазоподобных пленок. С. 210-213.

168. Дыченко А.В. Внутренний мир МКЭ // САПР и графика.- 2000. №5.

169. Chdoba Т., Schwarzer N., Richter F. Beck U. Determination of mechanical film properties of a bilayer system due to elastic indentation measurements with a spherical indenter // Thin Solid Films. 2000 - v.337-338 -p.366-372.

170. Simone Anders, C.Sing Bhatia and all Application of cathodic arc deposited amorphous hard carbon films to the head/disk tribology // Spring Meeting of the Materials Research Society, San Francisco, April 13-17. 1998

171. Гончаров И.Ю. Формирование рельефа поверхности углеродных конденсатов, получаемых импульсным вакуумно-дуговым методом // Дисс. канд.физ.-мат. наук: 01.04.07-Белгород, 2004.

172. Balta Callja F.J., Sanditov D.S. Review: the microhardness of non-crysalline materials // J. of Mater. Science. 2002. - vol.37.- p.4507^516.

173. Лихачев В.А., Кузьмин C.JI., Каменцева З.П. Эффект памяти формы-Л.:Изд-во Ленингр. Ун-та, 1987.-216с.

174. Лихачев В.А. Эффект памяти формы // Соросовский образовательный журнал. 1997.-№3.-С.107-114.

175. Zhenghao Gan, Yuebin Zhang and others. Intrinsic mechanical properties of diamond-like carbon thin films deposited by cathodic vacuum arc // J. of Appl. Phys.- 2004.- vol.95, №7 p.3509-3515.

176. Fernandes J.V., Trindade A.C., Menezes L.F. Cavaleiro A. A model for coated surface hardness // Surface and Coated Technology. -2000. v. 131.-p.457-461.

177. Arup Gangopadhyay Mechanical and tribological properties of amorphous carbon films // Tribology Letters 1998 - vol.5.- p. 25-39.

178. Кирсанов B.B. Радиационные дефекты и связанные с ними эффекты // Соросовский образовательный журнал. -2001 -т.7.-№10.-С.88-94.

179. Nelson , at al. Method for making titanium or titanium-alloy substrate for magnetic-recording media // United States Patent. 1999. -№844162,October.

180. Кассандрова O.H., Лебедев B.B. Обработка результатов наблюдений — М.: Наука, 1970.-С.87-90.

181. Микроиндентирование поверхности жесткого диска с углеродным алмазоподобным покрытием / ИЛО. Гончаров, О.А. Дручинина, Н.В. Камышанченко, А .Я. Колпаков // Вопросы атомной науки и техники. 2005.-№3,-С. 140-143.

182. Коренков В.В. Исследование время зависимых свойств твердых тел в субмикрообъемах методом динамического микро- и наноиндентирования. - Диссертация кандидата физ.-мат. наук: 01.04.07. - Тамбов, 2002.150с.144