RAMAN SPECTROSCOPY APPLICATION FOR ANALYZING DIAMOND COATINGS ON HARD ALLOY

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.

алмаз, осаждение из газовой фазы, плазмохимический сверхвысокочастотный реактор, микро- и нанокристаллические пленки, комбинационное рассеяние, фотолюминесценция, трение, поверхностное разрушение, diamond, vapor deposition, microwave plasma-chemical reactor, micro- and nanocrystalline films, Raman scattering, photoluminescence, friction, surface destruction

1. R. Dumpala, M. Chandran, M. S. R. Rao. JOM, 67, N 7 (2015) 1565-1577

2. S. A. Catledge, P. Baker, J. T. Tarvin, Y. K. Vohra. Diamond Relat. Mater., 9, N 7 (2000) 1512-1517

3. F. Sun, Y. Ma, B. Shen, Z. Zhang, M. Chen. Diamond Relat. Mater., 18, N 2 (2009) 276-279

4. R. Dumpala, B. Ramamoorthy, M. S. R. Rao. Appl. Surf. Sci., 289 (2014) 545-550

5. F. A. Almeida, M. Amaral, F. J. Oliveira, A. J. S. Fernandes, R. F. Silva. Vacuum, 81, N 11 (2007) 1443-1447

6. L. Shafer, M. Hofer, R. Kroger. Thin Solid Films, 515, N 3 (2006) 1017-1024

7. J. W. Ager, M. D. Drory. Phys. Rev. B, 48, N 4 (1993) 2601-2607

8. Е. 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) 43-45

9. Е. 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) 280-288

10. R. Polini. Thin Solid Films, 515, N 1 (2006) 4-13

11. A. C. Ferrari, J. Robertson. Phil. Trans. R. Soc. A, 362, N 1824 (2004) 2477-2512

12. A. M. Zaitsev. Optical Properties of Diamond. A Data Handbook, Springer, Berlin (2001)

13. L. Pastewka, S. Moser, P. Gumbsch, M. Moseler. Nature Mater., 10, N 1 (2011) 34-38

14. X. Zhang, R. Schneider, E. M. Müller, S. Meier, P. Gumbsch, D. Gerthsen. J. Appl. Phys., 115, N 6 (2014) 063508

15. X. Lei, B. Shen, S. Chen, L. Wang, F. Sun. Trib. Intern., 69 (2014) 118-127

16. R. B. Jackman, J. Beckman, J. S. Foord. Diamond Relat. Mater., 4, N 5-6 (1995) 735-739

17. D. Hyde-Volpe, B. Slepetz, M. Kertesz. J. Phys. Chem. C, 114, N 21 (2010). 9563-9567

18. X. Wang, Х. Shen, F. Sun, B. Shen. Tribol. Lett., 61, N 2 (2016); doi: 10.1007/s11249-015-0639-6

19. R. Polini, M. Barletta, G. Cristofanilli. Thin Solid Films, 519, N 5 (2010) 1629-1635

20. S. Prawer, I. Rosenblum, J. O. Orwa, J. Adler. Chem. Phys. Lett., 390, N 4-6 (2004) 458-461

21. 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]

22. 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]

23. 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]

24. M. Veres, M. Koós, S. Tóth, L. Himics. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 15 (2010) 012023

25. S. Takeuchi, M. Kojima, S. Takano, K. Kazutaka, M. Murakawa. Thin Solid Films, 469-470 (2004) 190-193

26. K. Subramanian, W. P. Kang, J. L. Davidson, W. H. Hofmeister. Diamond Relat. Mater., 14, N 1 (2005) 86-91

27. V. 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) 2067-2073

28. S. A. Catledge, J. Borham, Y. K. Vohra, W. R. Lacefield, J. E. Lemons. J. Appl. Phys., 91, N 8 (2002) 5347-5352

29. J. G. Zhang, X. C. Wang, B. Shen, F. H. Sun. Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 41 (2013) 285-292

30. A. 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) 2226-2232

31. H. Yamada, A. Chayahara, Y. Mokuno. Jpn. J. Appl. Phys., 55, N 1S (2016) 01AC07