zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-55Research ArticleСтатьиПРИМЕНЕНИЕ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА ДЛЯ АНАЛИЗА СТРУКТУРЫ АЛМАЗНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ТВЕРДОМ СПЛАВЕRAMAN SPECTROSCOPY APPLICATION FOR ANALYZING DIAMOND COATINGS ON HARD ALLOYХомичА. А.KhomichA. A.antares-610@yandex.ruАшкиназиЕ. Е.AshkinaziE. E.noemail@neicon.ruРальченкоВ. Г.RalchenkoV. G.noemail@neicon.ruСедовВ. С.SedovV. S.noemail@neicon.ruХмельницкийР. А.KhmelnitskiiR. A.noemail@neicon.ruПоклонскаяО. Н.PoklonskayaO. N.noemail@neicon.ruКозловаМ. В.KozlovaM. V.noemail@neicon.ruХомичА. В.KhomichA. V.noemail@neicon.ruИнститут общей физики им. А. М. Прохорова Российской АНA. M. Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences; V. A. Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics, Russian Academy of SciencesИнститут общей физики им. А. М. Прохорова Российской АН; Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова Российской АН; Национальный исследовательский ядерный университет МИФИA. M. Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences; National Research Nuclear University MEPhIИнститут общей физики им. А. М. Прохорова Российской АН; Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ; Харбинский технологический институтA. M. Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences; National Research Nuclear University MEPhI; Harbin Institute of TechnologyИнститут общей физики им. А. М. Прохорова Российской АН; Национальный исследовательский ядерный университет МИФИA. M. Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences; National Research Nuclear University MEPhIИнститут радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова Российской АН; Физический институт им. П. Н. Лебедева Российской АНP. N. Lebedev Physical Institute, Russian Academy of SciencesБелорусский государственный университетBelarussian State UniversityМосковский государственный университет им. М. В. ЛомоносоваM. V. Lomonosov Moscow State UniversityИнститут общей физики им. А. М. Прохорова Российской АН; Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова Российской АН; Национальный исследовательский ядерный университет МИФИA. M. Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences; V. A. Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics, Russian Academy of Sciences; National Research Nuclear University MEPhI201710032020842295302Copyright © Хомич А.А., Ашкинази Е.Е., Ральченко В.Г., Седов В.С., Хмельницкий Р.А., Поклонская О.Н., Козлова М.В., Хомич А.В., 20202020Хомич А.А., Ашкинази Е.Е., Ральченко В.Г., Седов В.С., Хмельницкий Р.А., Поклонская О.Н., Козлова М.В., Хомич А.В.Khomich A.A., Ashkinazi E.E., Ralchenko V.G., Sedov V.S., Khmelnitskii R.A., Poklonskaya O.N., Kozlova M.V., Khomich A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/55

Осаждением в сверхвысокочастотной плазме из смесей метан-водород и метан-водород-азот получены одно- и многослойные микро- и нанокристаллические алмазные покрытия на резцах из твердого сплава ВК6 (карбид вольфрама с присадкой кобальта; WC + 6 мас.% Co) с применением улучшающих адгезию барьерных слоев из вольфрама. Методом спектроскопии комбинационного рассеяния света исследованы изменения структуры алмазных покрытий в зависимости от параметров осаждения. Получены данные о степени их структурной перестройки при различных условиях трибологического контакта и изучены процессы вторичного зародышеобразования на разных гранях алмаза в процессе осаждения из газовой фазы.

The single- and multilayer coatings of micro- and nanocrystalline diamond were deposited on cemented carbide substrates (WC + 6 wt.% Co alloy) in a microwave plasma of methane-hydrogen and methane-hydrogen-nitrogen mixtures. The barrier tungsten layers were used to improve adhesion of the diamond coatings on the substrates. Raman spectroscopy was used to study properties of the nano- and microcrystalline diamond coatings depending on the deposition parameters. Data on structural transformations of the coatings under different tribological contact conditions were obtained, and the secondary nucleation processes on different diamond faces during the deposition from the gas phase were investigated.

алмазосаждение из газовой фазыплазмохимический сверхвысокочастотный реактормикро- и нанокристаллические пленкикомбинационное рассеяниефотолюминесценциятрениеповерхностное разрушениеdiamondvapor depositionmicrowave plasma-chemical reactormicro- and nanocrystalline filmsRaman scatteringphotoluminescencefrictionsurface destructionReferencesR. Dumpala, M. Chandran, M. S. R. Rao. JOM, 67, N 7 (2015) 1565-1577R. Dumpala, M. Chandran, M. S. R. Rao. JOM, 67, N 7 (2015) 1565-1577S. A. Catledge, P. Baker, J. T. Tarvin, Y. K. Vohra. Diamond Relat. Mater., 9, N 7 (2000) 1512-1517S. A. Catledge, P. Baker, J. T. Tarvin, Y. K. Vohra. Diamond Relat. Mater., 9, N 7 (2000) 1512-1517F. Sun, Y. Ma, B. Shen, Z. Zhang, M. Chen. Diamond Relat. Mater., 18, N 2 (2009) 276-279F. Sun, Y. Ma, B. Shen, Z. Zhang, M. Chen. Diamond Relat. Mater., 18, N 2 (2009) 276-279R. Dumpala, B. Ramamoorthy, M. S. R. Rao. Appl. Surf. Sci., 289 (2014) 545-550R. Dumpala, B. Ramamoorthy, M. S. R. Rao. Appl. Surf. Sci., 289 (2014) 545-550F. A. Almeida, M. Amaral, F. J. Oliveira, A. J. S. Fernandes, R. F. Silva. Vacuum, 81, N 11 (2007) 1443-1447F. A. Almeida, M. Amaral, F. J. Oliveira, A. J. S. Fernandes, R. F. Silva. Vacuum, 81, N 11 (2007) 1443-1447L. Shafer, M. Hofer, R. Kroger. Thin Solid Films, 515, N 3 (2006) 1017-1024L. Shafer, M. Hofer, R. Kroger. Thin Solid Films, 515, N 3 (2006) 1017-1024J. W. Ager, M. D. Drory. Phys. Rev. B, 48, N 4 (1993) 2601-2607J. W. Ager, M. D. Drory. Phys. Rev. B, 48, N 4 (1993) 2601-2607Е. Е. Ашкинази, В. С. Седов, Д. Н. Совык, А. В. Хомич, В. Г. Ральченко, П. А. Цыганков, Д. В. Виноградов, В. И. Конов. Сб. тез. докл. 10-й междунар. конф. “Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология”, Троицк, 6-9 июня 2016 г. (2016) 43-45Е. Е. Ашкинази, В. С. Седов, Д. Н. Совык, А. В. Хомич, В. Г. Ральченко, П. А. Цыганков, Д. В. Виноградов, В. И. Конов. Сб. тез. докл. 10-й междунар. конф. “Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология”, Троицк, 6-9 июня 2016 г. (2016) 43-45Е. Е. Ашкинази, В. С. Седов, М. И. Петржик, Д. Н. Совык, А. А. Хомич, В. Г. Ральченко, Д. В. Виноградов, П. А. Цыганков, И. Н. Ушакова, А. В. Хомич. Трение и износ, 38, N 3 (2017) 280-288Е. Е. Ашкинази, В. С. Седов, М. И. Петржик, Д. Н. Совык, А. А. Хомич, В. Г. Ральченко, Д. В. Виноградов, П. А. Цыганков, И. Н. Ушакова, А. В. Хомич. Трение и износ, 38, N 3 (2017) 280-288R. Polini. Thin Solid Films, 515, N 1 (2006) 4-13R. Polini. Thin Solid Films, 515, N 1 (2006) 4-13A. C. Ferrari, J. Robertson. Phil. Trans. R. Soc. A, 362, N 1824 (2004) 2477-2512A. C. Ferrari, J. Robertson. Phil. Trans. R. Soc. A, 362, N 1824 (2004) 2477-2512A. M. Zaitsev. Optical Properties of Diamond. A Data Handbook, Springer, Berlin (2001)A. M. Zaitsev. Optical Properties of Diamond. A Data Handbook, Springer, Berlin (2001)L. Pastewka, S. Moser, P. Gumbsch, M. Moseler. Nature Mater., 10, N 1 (2011) 34-38L. Pastewka, S. Moser, P. Gumbsch, M. Moseler. Nature Mater., 10, N 1 (2011) 34-38X. Zhang, R. Schneider, E. M. Müller, S. Meier, P. Gumbsch, D. Gerthsen. J. Appl. Phys., 115, N 6 (2014) 063508X. Zhang, R. Schneider, E. M. Müller, S. Meier, P. Gumbsch, D. Gerthsen. J. Appl. Phys., 115, N 6 (2014) 063508X. Lei, B. Shen, S. Chen, L. Wang, F. Sun. Trib. Intern., 69 (2014) 118-127X. Lei, B. Shen, S. Chen, L. Wang, F. Sun. Trib. Intern., 69 (2014) 118-127R. B. Jackman, J. Beckman, J. S. Foord. Diamond Relat. Mater., 4, N 5-6 (1995) 735-739R. B. Jackman, J. Beckman, J. S. Foord. Diamond Relat. Mater., 4, N 5-6 (1995) 735-739D. Hyde-Volpe, B. Slepetz, M. Kertesz. J. Phys. Chem. C, 114, N 21 (2010). 9563-9567D. Hyde-Volpe, B. Slepetz, M. Kertesz. J. Phys. Chem. C, 114, N 21 (2010). 9563-9567X. Wang, Х. Shen, F. Sun, B. Shen. Tribol. Lett., 61, N 2 (2016); doi: 10.1007/s11249-015-0639-6X. Wang, Х. Shen, F. Sun, B. Shen. Tribol. Lett., 61, N 2 (2016); doi: 10.1007/s11249-015-0639-6R. Polini, M. Barletta, G. Cristofanilli. Thin Solid Films, 519, N 5 (2010) 1629-1635R. Polini, M. Barletta, G. Cristofanilli. Thin Solid Films, 519, N 5 (2010) 1629-1635S. Prawer, I. Rosenblum, J. O. Orwa, J. Adler. Chem. Phys. Lett., 390, N 4-6 (2004) 458-461S. Prawer, I. Rosenblum, J. O. Orwa, J. Adler. Chem. Phys. Lett., 390, N 4-6 (2004) 458-461А. В. Хомич, Р. А. Хмельницкий, X. J. Hu, А. А. Хомич, А. Ф. Попович, И. И. Власов, В. А. Дравин, Y. G. Chen, А. Е. Карькин, В. Г. Ральченко. Журн. прикл. спектр., 80, № 5 (2013) 719-726 [A. V. Khomich, R. A. Khmelnitskii, X. J. Hu, A. A. Khomich, A. F. Popovich, I. I. Vlasov, V. A. Dravin, Y. G. Chen, A. E. Karkin, V. G. Ralchenko. J. Appl. Spectr., 80 (2013) 707-714]А. В. Хомич, Р. А. Хмельницкий, X. J. Hu, А. А. Хомич, А. Ф. Попович, И. И. Власов, В. А. Дравин, Y. G. Chen, А. Е. Карькин, В. Г. Ральченко. Журн. прикл. спектр., 80, № 5 (2013) 719-726 [A. V. Khomich, R. A. Khmelnitskii, X. J. Hu, A. A. Khomich, A. F. Popovich, I. I. Vlasov, V. A. Dravin, Y. G. Chen, A. E. Karkin, V. G. Ralchenko. J. Appl. Spectr., 80 (2013) 707-714]О. Н. Поклонская, А. А. Хомич. Журн. прикл. спектр., 80, № 5 (2013) 727-732 [O. N. Poklonskaya, A. A. Khomich. J. Appl. Spectr., 80 (2013) 715-720]О. Н. Поклонская, А. А. Хомич. Журн. прикл. спектр., 80, № 5 (2013) 727-732 [O. N. Poklonskaya, A. A. Khomich. J. Appl. Spectr., 80 (2013) 715-720]О. Н. Поклонская, С. А. Вырко, А. А. Хомич, А. А. Аверин, А. В. Хомич, Р. А. Хмельницкий, Н. А. Поклонский. Журн. прикл. спектр., 81, № 6 (2014) 879-887 [O. N. Poklonskaya, S. A. Vyrko, A. A. Khomich, A. A. Averin, A. V. Khomich, R. A. Khmelnitsky, N. A. Poklonski. J. Appl. Spectr., 81 (2014) 969-977]О. Н. Поклонская, С. А. Вырко, А. А. Хомич, А. А. Аверин, А. В. Хомич, Р. А. Хмельницкий, Н. А. Поклонский. Журн. прикл. спектр., 81, № 6 (2014) 879-887 [O. N. Poklonskaya, S. A. Vyrko, A. A. Khomich, A. A. Averin, A. V. Khomich, R. A. Khmelnitsky, N. A. Poklonski. J. Appl. Spectr., 81 (2014) 969-977]M. Veres, M. Koós, S. Tóth, L. Himics. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 15 (2010) 012023M. Veres, M. Koós, S. Tóth, L. Himics. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 15 (2010) 012023S. Takeuchi, M. Kojima, S. Takano, K. Kazutaka, M. Murakawa. Thin Solid Films, 469-470 (2004) 190-193S. Takeuchi, M. Kojima, S. Takano, K. Kazutaka, M. Murakawa. Thin Solid Films, 469-470 (2004) 190-193K. Subramanian, W. P. Kang, J. L. Davidson, W. H. Hofmeister. Diamond Relat. Mater., 14, N 1 (2005) 86-91K. Subramanian, W. P. Kang, J. L. Davidson, W. H. Hofmeister. Diamond Relat. Mater., 14, N 1 (2005) 86-91V. Ralchenko, S. Pimenov, V. Konov, A. Khomich, A. Saveliev, A. Popovich, I. Vlasov, E. Zavedeev, A. Bozhko, E. Loubnin, R. Khmelnitskii. Diamond Relat. Mater., 16, N 12 (2007) 2067-2073V. Ralchenko, S. Pimenov, V. Konov, A. Khomich, A. Saveliev, A. Popovich, I. Vlasov, E. Zavedeev, A. Bozhko, E. Loubnin, R. Khmelnitskii. Diamond Relat. Mater., 16, N 12 (2007) 2067-2073S. A. Catledge, J. Borham, Y. K. Vohra, W. R. Lacefield, J. E. Lemons. J. Appl. Phys., 91, N 8 (2002) 5347-5352S. A. Catledge, J. Borham, Y. K. Vohra, W. R. Lacefield, J. E. Lemons. J. Appl. Phys., 91, N 8 (2002) 5347-5352J. G. Zhang, X. C. Wang, B. Shen, F. H. Sun. Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 41 (2013) 285-292J. G. Zhang, X. C. Wang, B. Shen, F. H. Sun. Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 41 (2013) 285-292A. V. Inyushkin, A. N. Taldenkov, V. G. Ralchenko, I. I. Vlasov, V. I. Konov, A. V. Khomich, R. A. Khmelnitskii, A. S. Trushin. Phys. Status Solidi (a), 205, N 9 (2008) 2226-2232A. V. Inyushkin, A. N. Taldenkov, V. G. Ralchenko, I. I. Vlasov, V. I. Konov, A. V. Khomich, R. A. Khmelnitskii, A. S. Trushin. Phys. Status Solidi (a), 205, N 9 (2008) 2226-2232H. Yamada, A. Chayahara, Y. Mokuno. Jpn. J. Appl. Phys., 55, N 1S (2016) 01AC07H. Yamada, A. Chayahara, Y. Mokuno. Jpn. J. Appl. Phys., 55, N 1S (2016) 01AC07

The authors declare that there are no conflicts of interest present.