RO128094A2

RO128094A2 - Metodă de realizare în vid, a straturilor subţiri tribologice multiple, cu proprietăţi complementar-cumulative, prin metode tip "physical vapor deposition" () sau "ionized physical vapor deposition" ()

Info

Publication number: RO128094A2
Application number: ROA201100729A
Authority: RO
Inventors: Alice Ortansa Mateescu; Gheorghe Mateescu
Original assignee: Institutul Naţional De Cercetare Şi Dezvoltare Pentru Fizică Şi Inginerie Nucleară "Horia Hulubei" (Ifin-Hh)
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2011-07-25
Publication date: 2013-01-30
Also published as: RO128094B1

Abstract

Invenţia se referă la un material cu straturi multiple de acoperire, şi la un procedeu de obţinere în vid a acestuia, utilizat pentru realizarea depunerilor în vid a straturilor subţiri multiple, pentru îmbunătăţirea proprietăţilor tribologice ale pieselor metalice supuse frecării, care provoacă, prin uzură, zgomote şi încălzire exagerată, ceea ce conduce la distrugerea înainte de termen a acestora. Materialul conform invenţiei conţine 4 straturi cu grosimi individuale ale fiecărui strat 100 nm<h< 125 nm şi grosime totală de 0,6 μ <H< 5 μ , obţinute prin depunere de tip magnetron într-un singur ciclu tehnologic de lucru, fiecare strat fiind alcătuit din: materiale dure, care sunt incompresibile şi au microduritatea Vickers mai mare de 10 GPa, sau superdure, care sunt superincompresibile şi au microduritatea Vickers mai mare de 40 GPa, şi care prezintă legătura chimică covalentă, pentru un strat iniţial (1); materiale cu tenacitate, compresibilitate ridicată, proprietăţi care asigură înmagazinarea energiei la care sunt supuse straturile subţiri tribologice, pentru un alt strat (2); materiale cu legătură ionică având proprietăţi de stabilitate chimică şi termică ridicată, pentru un strat intermediar (3); sau materiale cu coeficient de frecare cât mai scăzut, în special materiale lubrifiante uscate, cu coeficient de frecare foarte redus, pentru un strat final (4).

Description

DESCRIEREA INVENȚIEI f

Metoda de realizare in vid, a straturilor subțiri tribologice multiple, cu proprietăți complementar-cumulative, prin metode tip “Physical Vapor Deposition” (PVD) sau “lonized Physical Vapor Deposition” (IPVD)

Frecarea este problema esențiala a tuturor sistemelor mecanice, ce provoacă prin uzura, zgomote si încălzire exagerata, distrugerea înainte de termen a acestora.

Frecarea este o măsură a forței ce se opune mișcării in contact a doua materiale/obiecte si este redata prin Coeficientul de Frecare (CF), ce reprezintă raportul dintre forța tangențiala de punere in mișcare a unui obiect si sarcina normala pe care acesta o exercita asupra obiectului in contact.

In realitate coeficientul de frecare este un parametru dependent de sistem ce este puternic influențat de: natura materialelor, rugozitatea, aderenta moleculara si efectele de deformare a suprafețelor aflate in contact; mediul in care se afla obiectele (aer ambiental, vacuum, etc.) si parametrii acestuia (compoziție, presiune, umiditate, temperatura, etc.).

Practica arata ca exista un coeficient de frecare static, ce apare la punerea in mișcare a obiectului si un coeficient de frecare dinamic (mult mai mic decât cel static), ce apare atunci când cel puțin unul dinte obiectele aflate in contact se gaseste in mișcare.

Tot practica a demonstrat ca atunci când suprafața materialului obiectului de contact se durifica, coeficientul de frecare se reduce. In baza acestui fapt, in cadrul invenției, pentru imbunatatirea proprietăților lubrifiante se utilizează întotdeauna un strat dur sau supradur.

Spre exemplificare, conform studiilor efectuate recent, coeficientul de frecare pentru:

- fier-fier, in aer uscat este: 1,00 static

- fier-fier, cu lubrifiant fluid (ulei/vaselina) este: 0,15-0,2

- otel-otel, in aer uscat, cu suprafețe curate este: 0,78 static si 0,42 dinamic

- otel-otel, in aer uscat, cu suprafețe oxidate este: 0,27 static

- otel-otel, cu lubrifiant fluid (ulei/vaselina) este: 0,05-0,11 static si 0,029-0,12 dinamic

- otel-grafit, in aer uscat este: 0,1 static

- otel dur-grafit, in aer uscat este: 0,09 static

- otel-grafit, cu lubrifiant fluid (ulei/vaselina) este: 0,1 static

- otel-bronz, cu lubrifiant fluid (ulei/vaselina) este: 0,16 static

- otel-carbura de wolfram, in aer uscat este: 0,4-0,6 static

- otel-carbura de wolfram, cu lubrifiant fluid (ulei/vaselina) este: 0,08-0,2 dinamic

- otel-teflon, in aer uscat este: 0,04 static

Soluția radicala de reducere a frecării o constituie utilizarea lubrifiantilor uscati de top (cu: coeficient de frecare in aer fata de otel = CF < 0,1-0,4; rezistenta chimica si termica buna), ce permit funcționarea fara lubrifiant lichid, din care fac parte:

- teflonul (poli-tetra-fiuor-etilena)-ca. marca comerciala DuPont-cu coeficientul de frecare de 0,05-0,08 si temperatura maxima de lucru de 288 °C.

- compușii metalelor tranzitionale din grupa a 6-a a tabelului periodic al elementelor (Mo/ W) cu materialele din grupa a 16-a a tabelului periodic (denumite chalcogenide”), precum: sulful-S; Seleniul-Se si Telurul-Te, cu formula generala: MX₂ (M = Mo/W si X= S/ Se/Te). Cele mai utilizate materiale lubrifiante uscate din aceasta categorie sunt Bisulfură de Molibden (MoSfi cu CF= 0,06 static si 0,15 dinamic si Bisulfură de wolfram (WSfi, cu CF = 0,03 static si 0,07 dinamic.

- grafitul sau carbonul de tip diamant (Diamond Like Carbon-DLC), de tipul: a-C (carbon amorf)·, a-C:H (carbon amorf hidrogenat)·, ta-C (carbon amorf tetraedal) sau ta-C:H (carbon amorf hidrogenat, tetraedal), cu CF = 0,01 ...0,1/0,5.

- carburile si nitrurile metalelor tranzitionale precum: TiN cu CF=0,4; TiCN cu CF=0,3; TiAIN cu CF=0,35; CrN cu CF=0,45.

&Z2 D 11 - 0 0 7 2 ()-^{2 5} Ό7- 2011

Lubrifiantii uscati au o structura lamelara (de tipul grafitului) si au fost inițial utilizați sub forma de pulbere, sau in combinație cu lubrifiantii lichizi. Astăzi lubrifiantii uscati se folosec in industria auto si industria aerospatiala sub forma de straturi subțiri depuse prin sprayere, dar si prin metode tip PVD (Physical Vapor Deposition) sau CVD (Chemical Vapor Deposition). Dezavantajul unor lubrifiant! uscati (precum teflonul sau grafitul) il constituie faptul ca aceștia sunt “soft”si au o aderenta mai scăzută pe piesele metalice, iar la presiuni/sarcini mari migrează de pe suprafața acoperita si din aceasta cauza sunt mai puțin utilizați industrial. Variația coeficienților de frecare cu sarcina/presiunea pentru Teflon, grafit si bisulfura de W/ Mo este prezentata in Fig. 1.

Este cunoscut faptul ca in anumite lucrări științifice s-au raportat pelicule din DLC (Diamond Like Carbon) cu coeficient de frecare (CF) foarte scăzut (de 0,01), dar CF al DLC este puternic influențat de raportul legaturilor chimice sp³/sp² din compoziția peliculei depuse si din aceasta cauza in multe cazuri practice CF ajunge pana la 0,5.

Dezavantajul esențial al peliculelor de DLC il constitue aderenta scăzută la substraturile metalice si transformarea termica in grafit a DLC la temperaturi relativ scăzute (trecerea la forma mai stabila de grafit cu legaturi chimice sp², la temperaturi > de 250 °C).

Bisulfura de wolfram (WS2), cu proprietari lubrifiante ușor superioare bisulfurii de molibden (M0S2), este astazi materialul cu cel mai scăzut coeficient de frecare (CF=0,03, in stare dinamica), atat in condiții normale de mediu cat si in vid si a fost utilizat la început de către NASA ca lubrifiant pentru sonda spațiala Mariner in spațiul cosmic, unde vidul înaintat si temperatura creaza condiții inaceptabile pentru lubrifiantii convenționali.

Singurul material uscat foarte studiat si bine cunoscut, si cu o larga utilizare industriala este M0S2. Dezavantajul esențial al peliculelor de M0S2 il constituie reducerea calităților lubrifiante datorita umidității, dar o îmbunătățire a rezistentei la umiditate si a aderentei s-a obtinut prin adaugarea unui material dopant (vezi brevet 9514773.2 - GB).

Bisulfura de wolfram (cunoscuta ca strat subțire cu denumirea comerciala de Dicronite DL-5) ce face parte din categoria “Transitional Metal Dichalcogenides” (TMD), alaturi de bisulfura de molibden (M0S2- studiata îndelung si larg utilizata), teflonul si grafitul (ce constituie lubrifiantii uscati de top si care au un coeficient de frecare cu puțin mai mare decât al WS2, la sarcini ridicate-vezi fig. 1), este folosita astazi in special in industria auto si aerospatiala sub forma de strat subțire singular ca lubrifiant uscat, cu rol permanent, obtinut din pulberi nanometrice prin diverse metode.

Borura de magneziu si aluminiu (AlMgBi4), cunoscuta si sub denumirea de BAM este un compus chimic (aliaj ceramic) din aluminiu, magneziu si bor, care depus împreuna cu diborura de titan (Ί1Β2) asigura unul din cei mai scazuti coeficienți de frecare dinamici (CF=0,02), dar si o duritate foarte mare (40-46 GPa) intre materialele cunoscute, după diamant, carbonitrura de bor cubica (C-BC2N) si nitrura de bor cubica (c-BN).

Figura 1- Variația coeficientului de frecare cu presiunea, pentru Lubrifiantii uscati de top [1]

α~2 Ο 1 1-0072Ș-2 5 -07- 20fJ

Coeficientul de frecare scăzut nu este singura proprietate esențiala pe care straturile subțiri tribologice trebuie sa o Îndeplinească.

Duritatea si tenacitatea ridicata, aderenta buna la substrat si aderenta dintre straturi, precum si rezistenta la oxidare si coroziune sunt de asemenea proprietăți foarte importante pentru straturile subțiri tribologice.

Potrivit invenției, aderenta la substrat ca si aderenta intre straturi este asigurata prin utilizarea metodelor tip PVD, dar mai ales a celor tip IPVD, care prin energia ridicata a particulelor in timpul depunerii asigura o foarte buna aderenta

Pulverizarea de tip magnetron este metoda cea mai potrivita pentru depunera simultana sau succesiva, in concentrațiile dorite si cu o buna aderenta la substrat a straturilor subțiri tribologice, ce fac obiectul prezentei invenții.

Pulverizarea magnetron cu ionizare (lonised Magnetron Sputterîng) este o metoda noua de pulverizare magnetron ce utilizează pentru producerea materialului ionizat un magnetron clasic (Catod de pulverizare Penning) si o sursa de putere in impuls, (High Power Impulse Magnetron Sputterîng) si datorita gradului foarte înalt de ionizare al materialului de depunere (peste 90%) asigura fata de pulverizarea magnetron standard, realizarea de pelicule dense (fara porozitate) si cu aderenta imbunatatita la substrat.

Aderenta la substrat ca si aderenta dintre straturi se asigura si prin alegerea corespunzătoare a materialelor pentru straturile depuse. Este cunoscut faptul ca materialele cu legaturi metalice au o buna aderenta la substraturile metalice si de aceea pentru o buna aderenta la substrat, potrivit invenției se recomanda pentru stratul inițial utilizarea materialelor dure cu legătură metalica, precum: TiN, TiC, TiCN, TiAlN, TiAINC, etc.

Duritatea si tenacitatea sunt la fel de importante pentru straturile subțiri tribologice. Straturi subțiri superdure (cu duritate de la 40 la 115 GPa) au fost raportate in diverse lucrări științifice publicate, dar utilizarea cu bune rezultate in practica este inca redusa.

Rezistenta la coroziune si la corodare este asigurata atat prin realizarea de pelicule fara porozitate (prin utilizarea metodelor IPVD), dar si prin alegerea materialelor cu legaturi ionice (ce prezintă o buna stabilitate termica si chimica), precum: AI2O3, ZrCh, Y2O3, etc.

In vederea alegerii corecte a materialelor potrivit invenției, in Fig. 2 este prezentat triunghiul legaturilor chmice pentru acoperirile tribologice (dure si antiuzura) [2].

Duritate mare

Aderenta si tenacitate buna

Stabilitate chimica și termica buna

Figura 2 - Triunghiul legaturilor chimice pentru acoperirile tribologice (dure si antiuzura) ^201 1 - 0 0 7 2 ()-2 5 -07- 2011 fi

Invenția se refera la o metoda de acoperire in vid a pieselor metalice, cu straturi subțiri multiple, cu sau fara structura nano, cu proprietăți complementar-cumulative, asa cum sunt prezentate ca exemplu in Fig. 3, folosind metode tip “PVD-Physical Vapor Deposition” (pulverizarea magnetron standard sau reactiva), sau “IPVD-Ionised Physical Vapor Deposition” (evaporarea in arc catodic, pulverizare magnetron ionizata) pentru realizarea celor 4 straturi subțiri distincte.

- Strat final cu coeficient de frecare redus

- Strat intermediar rezistent la coroziune si oxidare termica

- Strat intermediar compresibil/soft

- Strat inițial dur sau supradur

- Substrat

Figura 3 - Structura multistraturilor tribologice cu proprietăți complementar-cumulative

Având in vedere efectul cumulativ-sinergic al proprietăților straturilor constituiente asupra comportării straturilor tribologice multiple din 4 straturi, sau pachete de cate 4 straturi (straturile tribologice nanostructurate, cu grosimi individuale de 10-100 nm, dar mai ales pentru cele cu structura “superlatice ”, la care efectul siergic este mult mai evident), ordinea primelor 3 straturi intermediare poate fi modificata, fara efecte semnificative asupra proprietăților tribologice ale întregului insamblu.

Pentru stratul inițial, potrivit invenției, se pot utiliza materiale dure (ce sunt “incompresibile ” si au microduritatea Vickers mai mare de 10 GPa) sau supradure (ce sunt “supra-incompresibile ” si au microduritatea Vickers mai mare de 40 GPa) si care conform Fig. 2 prezintă legătură chimica covalenta.

Un material este considerat dur daca rezista la deformare plastica, (redata prin gradul de compresibilitate acceptat al acestuia) si acest lucru este asigurat de legaturile covalente pe distante scurte intre atomii constituienti.

După cum se știe diamantul este materialul cunoscut cu cea mai mare duritate Vikers (80-115 GPa). Din categoria materialelor supradure mai fac parte: carbonitrura de bor cubica _c-BCiN (76 GPa)', nitrura de bor cubica_c-BN (45-50 GPa)', diborura de magneziu si aluminiu, cunoscuta si sub numele de materialul BAM_AlMgBi4+ T1B2 (40-46 GPa), carbura de bor_B4C (30 GPa), precum si nanocompozitele de tipul: nc-MeN/a-SialSLi (Me = Ti, V); nc-TiN/a-BN/a-TiB2, sau nc-(Til-xAlx)N/a-Si3N4 ce asigura microduritati H > 50 GPa.

Din categoria materialelor dure fac parte: tetraborura de wolfram_WB4 (36-40 GPa)·, diborura de osmiu_OsB2 (37 GPa)', diborura de titan_TiB2 (30-33 GPa)', carbura de wolfram_WC (23-30 GPa)', diborura de Rheniu_ReB2 (20-48 GPa), carburile si nitrurile materialelor tranziționale (TiN, TiC, TiCN, etc.) precum si acoperirile multifuncționale nanostructurate ce asigura microduritati Vikers: 20 GPa < HV < 35 GPa.

Pentru stratul intermediar 2, potrivit invenției, se vor utiliza materiale cu tenacitate si compresibilitate ridicata, proprietăți ce asigura inmagazinarea energiei la care sunt supuse straturile subțiri tribologice.

Un material este considerat tenace daca, sub acțiunea unei solicitări, se deformează forte mult, absorbind o mare cantitate de energie înainte de a se rupe.

^-2011-00729-2 5 -07- 2011

Asa cum se prezintă in Fig. 2 materialele cu legaturi metalice, precum: TiN, TiC, TiAIN, TiAlCN, WC, CrN, etc. au tenacitate ridicata.

Ca material cu compresibilitate ridicata si proprietăți lubrifiante foarte bune, care sa acumuleze energia la care sunt supuse straturile subțiri tribologice este recomandat teflonul (PTFE), dar problemele de aderenta scăzută la aceasta a următorului strat nu-1 recomanda potrivit invenției de a fi folosit ca strat intermediar singular in straturile subțiri multiple ci numai ca material dopant pentru materialele cu legaturi metalice.

Potrivit invenției pentru al doilea strat se recomanda utilizarea carburilor, nitrurilor si carbonitrurilor metalelor tranzitionale (eventual dopate cu Teflon ca de ex. TiN+PTFE; TiCN+PTFE; TiAlN+PTFE)·, hexanitrura de bor (hBN), bisulfura de W/ Mo (WS₂, MoS₂), dopate cu un metal sau cu carbon (hBN+Ti; WS2+Ti; WS₂+W; WS₂+C), etc

Pentru stratul intermediar 3, potrivit invenției, se vor utiliza materiale cu legătură ionica, care au stabilitate termica si chimica ridicata, precum: AI2O3, Zr₂O, Y2O3, etc.

Pentru stratul final 4, potrivit invenției se utilizează materiale lubrifiante uscate, cu coeficient de frecare foarte redus, precum: BAM (AlMgBu + TiBfi-cu coeficient de frecare de 0,02; MX2 (unde M = Mo/W si X= S/ Se/Te), precum WS₂ cu coeficient de frecare dinamic de 0,03, sau M0S2 cu coeficient de frecare dinamic de 0,06; Carbon de tip diamante de tipul a-C (carbon amorf), a-C:H (carbon amorf hidrogenat)·, ta-C (carbon amorf tetraedal) sau ta-C:H (carbon amorf hidrogenat, tetraedal) cu coeficient de frecare dinamic de 0,01 ... 0,1/0,5; hBN cu coeficient de frecare dinamic de 0,15, sau combinații ale acestor materiale intre ele sau cu alte materiale (vezi si cererile de brevet de invenție depuse la OSIM, de autorii acestei inventi, cu nr. A/00621/30.06.2011; A/00622/30.06.2011; A/00623/30.06.2011)

Potrivit invenției, multistraturile tribologice cu proprietăți complementar-cumulative si grosimi totale uzuale de 1-3 pm (ca si grosimile acoperirile clasice depuse prin metode tip PVD sau IPVD), pot conține numai cele 4 straturi cu grosimi individuale mai mari de 100 nm, sau pot conține un număr multiplu de pachete cu cate 4 straturi, cu o structura nanometrica (cu grosimi individuale mai mici de 100 nm, sau de tip “superlatice”, adica cu grosimi individuale mai mici de 10 nm), ce asigura proprietăți sinergice.

Potrivit invenției cele 4 straturi sinergice cu proprietăți complementar-cumulative se realizează intr-un singur ciclu tehnologic prin depuneri succesive, intr-o instalație dotata cu minim 4 surse de pulverizare de tip magnetron ce utilizează metode tip Physical Vapor Deposition (pulverizare magnetron standard, sau de tip reactiv, in cc, RF, sau cc pulsat) sau metode tip lonised Physical Vapor Deposition (pulverizarea magnetron standard sau de tip reactive, in impuls de mare putere), care simt in fapt metode de placare ionica, datorita gradului ridicat de ionizare a materialului de depunere (peste 90%).

Acoperirile tribologice realizate conform invenției se adreseaza in primul rând componentelor din industrile: auto, aerospatiala si militară.

Avantajele esențiale ale utilizării straturilor tribologice multiple cu prorietati complementar-cumulative conform invenției sunt:

1. realizarea de multistraturi tribologice sinergice din 4 straturi, cu repetiția acestor pachete de 4 straturi (cu sau fara structura nanometrica), sau fara repetiția celor 4 straturi, cu proprietăți obținute prin cumularea proprietăților straturilor componente: duritate ridicata, tenacitate si compresibilitate buna, rezistenta la coroziune si la oxidare termica ridicata, coeficient de frecare cat mai redus,

2. realizarea de multistraturi tribologice cu 3 categorii de structura: fara structura nanometrica (grosimi individuale a straturilor intermediare > 100 nm), cu structura nanometrica (grosimi individuale a straturilor intermediare >10 nm), cu structura nanometrica superlatice (grosimi individuale a straturilor intermediare de 2-10 nm),

3. realizarea succesiva intr-un singur ciclu de lucru a celor 4 straturi componente a multistraturilor tribologice folosind metode tip PVD sau IPVD, (X 2 Ο 1 1 - Ο Ο 7 2 J - 2 5 -07- 2011

4. realizarea straturilor tribologice prin utilizarea metodelor nepoluante si eficiente economic, de tip PVD sau IPVD ce permit realizarea succesiva de pelicule lipsite de porozitate, cu o buna aderenta si de compoziție dorita,

5. realizarea de straturi subțiri tribologice nanostructurate repetitive, cu grosimea straturilor componente mai mica de 100 nm, ce permite cumularea proprietăților straturilor constituiente,

6. realizarea de straturi subțiri tribologice nanostructurate repetitive, cu structura “superlattice”, la care fiecare strat are o grosime de 2-10 nm, ce permite cumularea sinergica a proprietăților straturilor constituiente si obținerea de acoperiri tribologice cu calitati extrem de ridicate.

7. realizarea de acoperiri tribologice cu coeficient de frecare ultrascazut (CF < 0,05)

8. realizarea de acoperiri tribologice cu un domeniu funcțional foarte larg de temperaturi de lucru: de la -188 °C pana la 1316 °C

9. realizarea de acoperiri tribologice cu grosimea maxima mai mare de 0, 5 microni, cat se poate realiza prin depunerea straturilor lubrifiante uscate din WS2 sau M0S2.

10. realizarea de acoperiri tribologice cu un strat final din material lubrifiant uscat cu coeficient de frecare extrem de scăzut (WS2, M0S2, Carbonul de tip diamant, BAM sau compuși ai acestor materiale).

Dezavantajele esențiale ale utilizării singulare a materialelor lubrifiante uscate de top, precum WS2, M0S2, BAM, ca material tribologic, fata de noua metoda prevăzută in invenție:

1. duritatea materialelor lubrifiante de top este mult mai redusa decât a combinației prezentata in invenție si de aceea sarcinile admise la materialele lubrifiante uscate de top sunt limitate la maxim 300.000 psi.

2. coeficientul de frecare al materialelor lubrifiante de top deși este foarte scăzut (vezi fig. 1) este totuși influențat de condițiile de mediu si in special de temperatura si umiditate,

3. aderenta la toate metalele de interes tehnic, precum si rezistenta la oxidare termica, deși sunt considerate ridicate, acestea pot fi totuși imbunatatite, asa cum este dovedit si in cazul acoperirilor in vid cu produsul comerial MoST (M0S2 + Metal), brevetat de compania Teer Cotings Ltd (vezi brevet 9514773.2 -GB din 19.07.1995-Methods for Deposition of Molybdenum Sulphide), sau a cererilor de brevet de invenție depuse la OSIM, cu nr. A/00621/30.06.2011; A/00622/30.06.2011; A/00623/30.06.2011, de autorii acestei inventi.

Conform invenției se pot realiza o mulțime de combinații de materiale, număr si grosimi de straturi intermediare, metode de depunere utilizate, din care se dau mai jos trei exemple semnificative de realizare a straturilor subțiri tribologice, din 3 cele categorii de structuri:

A) Strat tribologic multiplu din 4 straturi successive, cu grosime totala de 0,8-3 pm:

1. primul strat: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 200-750 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila commercial,

2. stratul nr. 2: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 200-750 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile commercial,

3. stratul nr. 3: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 200-750 nm , obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila commercial,

4. stratul nr. 4: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 200750nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de WS2, disponibila commercial.

<Λ2 Ο 1 1-0072$-2 5 -07- 2011

Β) Strat tribologic multiplu nanostructurat, cu grosime totala de 0,2-2pm, realizat din 20 de straturi succesive cu grosimi individuale de 20-100 nm, din pachete repetitive de 4 straturi.

1. stratul nr.l: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

2. stratul nr. 2: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

3. stratul nr. 3: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

4. stratul nr. 4: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

5. stratul nr.5: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial

6. stratul nr. 6: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

7. stratul nr. 7: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

8. stratul nr. 8: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

9. stratul nr.9: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 50 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

10. stratul nr. 10: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

11. stratul nr. 11: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

12. stratul nr. 12: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

13. stratul nr.13: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

14. stratul nr. 14: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

15. stratul nr. 15: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

<£2 0 11 -0072$-2 5 -07- 2011

16. stratul nr. 16: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de WS₂, disponibila comercial.

17. stratul nr.17: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

18. stratul nr. 18: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

19. stratul nr. 19: strat rezistent la temperatura si coroziune din A1₂O3, cu grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de A1₂C>3, disponibila comercial.

20. stratul nr. 20: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 20-100 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS₂, disponibila comercial.

C) Strat tribologic multiplu nanostructurat cu structura “superlattice” si proprietăți sinergice, cu grosime totala de 0,5-lgm (lOOOnm), realizat din 100 de straturi successive cu grosimi individuale de 5-10 nm si cu repetarea primelor 4 straturi.

1. stratul nr.l: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

2. stratul nr. 2: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibila comercial.

3. stratul nr. 3: strat rezistent la temperatura si coroziune din A1₂C>3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de A1₂O3, disponibila comercial.

4. stratul nr. 4: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS₂, disponibila comercial.

5. stratul nr.5: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

6. stratul nr. 6: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

7. stratul nr. 7: strat rezistent la temperatura si coroziune din A1₂O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de A1₂O3, disponibila comercial.

8. stratul nr. 8: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de WS₂, disponibila comercial.

9. stratul nr.9: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

10. stratul nr. 10: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

(X“2 0 1 1-0072«-² 5 -07- 20»

11. stratul nr. 11: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

12. stratul nr. 12: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

13. stratul nr.13: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

14. stratul nr. 14: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

15. stratul nr. 15: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

16. stratul nr. 16: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 15-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

17. stratul nr.17: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

18. stratul nr. 18: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

19. stratul nr. 19: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

20. stratul nr. 20: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

21. stratul nr.21: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

22. stratul nr. 22: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

23. stratul nr. 23: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

24. stratul nr. 24: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

25. stratul nr.25: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

26. stratul nr. 26: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

Λ

Ck-2 Ο 1 1 - 0 0 7 2^-- _e

5 -07- 2011 Δ

27. stratul nr. 27: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

28. stratul nr. 28: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

29. stratul nr.29: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stanard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

30. stratul nr. 30: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

31. stratul nr. 31: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

32. stratul nr. 32: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

33. stratul nr.33: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

34. stratul nr. 34: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

35. stratul nr. 35: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

36. stratul nr. 36: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

37. stratul nr.37: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

38. stratul nr. 38: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

39. stratul nr. 39: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

40. stratul nr. 40: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

41. stratul nr.41: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

42. stratul nr. 42: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

Câ-2 Ο 1 1 -00720--

5 -07- 2011

43. stratul nr. 43: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

44. stratul nr. 44: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

45. stratul nr.45: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

46. stratul nr. 46: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

47. stratul nr. 47: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

48. stratul nr. 48: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

49. stratul nr. 49: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

50. stratul nr. 50: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

51. stratul nr. 51: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

52. stratul nr. 52: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

53. stratul nr.53: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

54. stratul nr. 54: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

55. stratul nr. 55: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

56. stratul nr. 56: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

57. stratul nr.57: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

58. stratul nr. 58: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

Λ

0/2011-00725-. 2 5 -07- 2011

59. stratul nr. 59: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

60. stratul nr. 60: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sintetizata de WS2, disponibila comercial.

61. stratul nr.61: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

62. stratul nr. 62: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

63. stratul nr. 63: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

64. stratul nr. 64: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

65. stratul nr. 65: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

66. stratul nr. 66: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

67. stratul nr. 67: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

68. stratul nr. 68: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantdard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

69. stratul nr. 69: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

70. stratul nr. 70: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

71. stratul nr. 71: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

72. stratul nr. 72: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de lOnm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

73. stratul nr.73: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

74. stratul nr. 74: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

<λ_-2 0 1 1 - 0 0 7 2J)-2 5 -07- 2011

75. stratul nr. 75: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

76. stratul nr. 76: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

77. stratul nr.77: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

78. stratul nr. 78: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

79. stratul nr. 79: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

80. stratul nr. 70: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

81. stratul nr.81: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron stantard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

82. stratul nr. 82: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

83. stratul nr. 83: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

84. stratul nr. 84: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

85. stratul nr. 85: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

86. stratul nr. 86: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

87. stratul nr. 87: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

88. stratul nr. 88: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

89. stratul nr. 89: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

90. stratul nr. 90: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

/ή.

¢-2 Ο 1 1 -Ο 0 7 2J- 2 5 -07- 20if

91. stratul nr. 91: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

92. stratul nr. 92: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=O,O5 si grosime de 5-10nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

93. stratul nr.93: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

94. stratul nr. 94: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

95. stratul nr. 95: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

96. stratul nr. 96: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

97. stratul nr. 97: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de BN, disponibila comercial.

98. stratul nr. 98: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32GPa si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizarea magnetron reactiva din tinta de TiN sau TiC, disponibile comercial.

99. stratul nr. 99: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta de AI2O3, disponibila comercial.

100. stratul nr. 100: strat lubrifiant uscat din WS2 cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obtinut prin pulverizare magnetron standard din tinta sinterizata de WS2, disponibila comercial.

REFERENCES

1. Prospect DL-5 DICRONITE_ Lubrication Science International 2009, www.dicronite.com

2. Sam Zhang, Dean Sun, Yongqing Fu, Hejun Du; Toughening of hard nanostructural thin fîlms: a criticai review; Surface & Coatings Technology 198 (2005) 2-8;

www.elsevier.com/locate/surfcoat

».-2 0 1 1 - 0 0 7 2^-2 5 -07- zoii 3

REVENDICĂRILE INVENȚIEI

Metoda de realizare in vid, a multistraturilor subțiri tribologice, cu proprietăți complementar-cumulative, prin metode tip “Physical Vapor Deposition” (PVD) sau “lonized Physical Vapor Deposition” (IPVD)

1. Realizarea de multistraturi tribologice din 4 straturi sinergice, cu repetiția acestor pachete de 4 straturi (cu sau fara structura nanometrica), sau fara repetiția celor 4 straturi, cu proprietăți obținute prin cumularea proprietăților straturilor componente: duritate ridicata, tenacitate si compresibilitate buna, rezistenta la coroziune si la oxidare termica ridicata, coeficient de frecare cat mai redus.

2. Realizarea de multistraturi tribologice din 4 straturi sau pachete de cate 4 straturi, la care ordinea primelor 3 straturi poate fi modificata, fara a influenta semnificativ proprietățile cumulative ale multistraturilor tribologice.

3. Realizarea de multistraturi tribologice cu structura de 3 categorii: fara structura nanometrica (grosimi individuale a straturilor intermediare >100 nm), cu structura nanometrica (grosimi individuale a straturilor intermediare >10 nm), cu structura nanometrica “superlatice” (grosimi individuale a straturilor intermediare de 2-10 nm).

4. Realizarea succesiva intr-un singur ciclu de lucru a celor 4 straturi componente a multistraturilor tribologice folosind metode tip PVD sau IPVD.

5. Realizarea straturilor tribologice prin utilizarea metodelor nepoluante si eficiente economic, de tip PVD sau IPVD ce permit realizarea succesiva de pelicule lipsite de porozitate, cu o buna aderenta si de compoziție dorita.

6. Realizarea de straturi subțiri tribologice nanostructurate repetitive, cu grosimea straturilor componente mai mica de 100 nm, ce permite cumularea proprietăților straturilor constituiente.

7. Realizarea de straturi subțiri tribologice nanostructurate repetitive, cu structura “superlattice”, la care fiecare strat are o grosime de 2-10 nm, ce permite cumularea sinergica a proprietăților straturilor constituiente si obținerea de acoperiri tribologice cu calitati extrem de ridicate.

8. Realizarea de acoperiri tribologice cu coeficient de frecare ultrascazut (CF <0,05)

9. Realizarea de acoperiri tribologice cu un domeniu funcțional foarte larg de temperaturi de lucru: de la -188 °C pana la 1316 °C.

10. Realizarea de acoperiri tribologice cu grosimea maxima mai mare de 0, 5 microni, cat se poate realiza prin depunerea straturilor lubrifiante uscate din WS2 sau M0S2.

11. Realizarea de acoperiri tribologice cu un strat final din material lubrifiant uscat de top, cu coeficient de frecare extrem de scăzut (WS2, M0S2, Carbonul de tip diamant, BAM sau compuși ai acestor materiale cu alte materiale sau combinații intre ele).

α,-2 Ο 1 1 - 0 0 7 - 2 5 “07* 2011

DESENELE INVENȚIEI

Metoda de realizare in vid, a multistraturilor subțiri tribologice, cu proprietăți complementar-cumulative, prin metode tip “Physical Vapor Deposition” (PUD) sau “lonized Physical Vapor Deposition” (IPVD)

Duritate mare

Aderenta și Stabilitate chimica tenacitate buna si termica buna

Figura 2 - Triunghiul legaturilor chimice pentru acoperirile tribologice (dure si antiuzura) [2]

- Strat final cu coeficient de frecare redus

- Strat intermediar rezistent la coroziune si pxidare termica

- Strat intermediar compresibil/soft

- Strat inițial dur sau șupradur

O - Substrat

Figura 3 - Structura multistraturilor tribologice cu proprietăți complementar-cumulative ,

Ț ^'2011-0072^-MATERIAL MULTISTRAT CU PROPRIETĂȚI TRIBOLOGICE SI PROCEDEU DE OBȚINERE A ACESTUIA

Invenția se refera la un material de acoperire cu straturi multiple avand proprietăți tribologice si la un procedeu de obținere in vid a acestuia, utilizate pentru realizarea depunerilor in vid a straturilor subțiri multiple, pentru imbunatatirea proprietăților tribologice a pieselor metalice supuse frecării (a cuplelor de frecare) ce provoacă prin uzura, zgomote si încălzire exagerata, distrugerea înainte de termen a acestora. Acoperirile tribologice realizate conform invenției se adresează in primul rând componentelor din industria auto, aerospatiala si militară, dar pot fi utilizate si in multe alte domenii ale construcției de mașini.

Sunt cunoscute o multitudine de metode si de materiale pentru realizarea in vid a acoperirilor multiple cu proprietăți tribologice pentru cuplele de frecare, care se diversifica continuu. Piesele mecanice supuse frecării lucrează in medii diferite (atmosfera uscata sau umeda; vacuum; medii lubrifiante lichide, etc.) si pentru imbunatatirea rezistentei la uzura sunt acoperite cu straturi subțiri tribologice care in afara de un coeficient de frecare -CF (static si dinamic) cat mai redus si care sa nu fie influențat negativ de anumiți factori ai mediului de lucru (temperatura; umiditate; presiune; prezenta gazelor corozive; etc.) sau de sarcina de apăsare a cuplei de frecare, trebuie sa prezinte si:

duritate ridicata si tenacitate/compresibilitate buna (care sa permită sarcini de lucru ridicate);

rezistenta la coroziune si la oxidare termica la temperaturi înalte, sau la prezenta umidității in mediul de lucru;

aderenta la substrat cat mai ridicata.

Sarcina de apăsare a cuplei de frecare si factorii de mediu au o mare influenta asupra cuplelor de frecare si reduc drastic durata de utilizare a acestora. Spre exemplu, in vid unde coeficientul de frecare al cuplelor de frecare creste sensibil fata de coeficientul de frecare in mediul ambiant, iar utilizarea lubrifiantilor este drastic limitata, s-au dezvoltat acoperirile lubrifiante uscate (dry lubricant coatings) cu un singur strat subțire, sau cu straturi subțiri multiple.

i ^2011-0072J-Soluția radicala de reducere a frecării a constituit-o mult timp utilizare lubrifiantilor uscați de top cu coeficientul de frecare in aer fata de otel = CF static/dinamic < 0,1 - 0,4, din care fac parte:

-Teflonul (Poli-Tetra-Fluor-Etilena = PTFE) - ca marca comerciala DuPont- cu coeficientul de frecare de 0,05-0,08 si temperatura maxima de lucru de 288 °C.

- Compușii metalelor tranzitionale din grupa a 6-a a tabelului periodic al elementelor (Mo/W) cu materialele din grupa a 16-a a tabelului periodic (denumite chalcogenide), precum: sulful-S; Seleniul-Se si Telurul-Te, cu formula generala: MX2 (M = Mo/W si X= S/ Se/Te). Cele mai utilizate materiale lubrifiante uscate din aceasta categorie sunt Bisulfura de Molibden (MoS₂) cu CF= 0,06 static si 0,15 dinamic si Bisulfura de wolfram (WS₂), cu CF_static⁼ 0,03 si CF_dinamic⁼ 0,07.

- Grafitul sau carbonul de tip diamant (Diamond Like Carbon-DLC), de tipul: a-C (carbon amorf); a-C:H (carbon amorf hidrogenat); ta-C (carbon amorf tetrdedal) sau ta-C:H (carbon amorf hidrogenat, tetraedal), cu CF = 0,01 ...0,1/0,5.

- Carburile si nitrurile metalelor tranzitionale, precum: TiN cu CF=0,4; TiCN cu CF=0,3; TiAIN cu CF=0,3 5; CrN cu CF=0,45.

- Borura de magneziu si aluminiu (AIMgB₁₄), cunoscuta si sub denumirea de BAM este un compus chimic (aliaj ceramic) din aluminiu, magneziu si bor, care depus împreuna cu diborura de titan (TiB₂) asigura unul din cei mai scăzuți coeficienți de frecare dinamici (CF-0,02), dar si o duritate foarte mare (40-46 GPa,), fiind după diamant, carbonitrura de bor cubica (c-BC₂N) si nitrura de bor cubica (c-BN).

Se cunoaște de exemplu un material cu proprietăți tribologice, din cererea de brevet internațională W02006/020619 din 23 februarie 2006, care este un material compozit cu proprietăți tribologice superioare care include un prim polimer care este un film de transfer și un al doilea polimer amestecat cu primul polimer. Se menționează că primul polimer este PTFE (teflonul) și al doilea polimer este o polyaryletherketonă.

Mai este cunoscut, tot din domeniul utilizării singulare a materialelor lubrefiante uscate de top, brevetul RU20091444010 un material cu proprietăți îmbunătățite, un material compozit pe bază de carbură de siliciu ramforsată cu fibre de carbon. Metoda de producere a materialului compozit implică etape pentru formarea unei piese,

V2 O 1 1 - 0 0 7 2^-întărirea, carbonizarea și impregnarea cu siliciu; înainte de laminare, pachetul cu armatura de fibra de carbon este tratat cu o suspensie ce conține particule de carbură de siliciu. Procedeul de obținere este laborios și necesita mult timp.

Dezavantajele esențiale ale utilizării singulare (fara a fi in combinație cu alte materiale) a materialelor lubrifiante uscate de top, precum WS2, M0S2, BAM, C, ca materiale tribologice sunt:

2. coeficientul de frecare al materialelor lubrifiante de top deși este foarte scăzut este totuși influențat de condițiile de mediu si in special de temperatura si umiditate.

Exista si soluții imbunatatite referitoare la aderență la toate metalele de interes tehnic, precum si la rezistenta la oxidare termica, chiar daca sunt considerate ridicate, asa cum se cunoaște si in cazul acoperirilor in vid cu produsul comerial MoST (MoS₂ + Metal), brevetat de compania Teer Cotings Ltd (vezi brevet GB2303380 din 19.02.1997Methods for Deposition of Molybdenum Sulphide care tratează depunerea de Bisulfură de molibden într-un strat pe obiectul care urmează să fie tratat printr-un proces, pentru îmbunătățirea proprietăților tribologice. Procedeele utilizate sunt de depunere fizica din vapori (PVD) sau chimic de depunere de vapori (CVD).

Bisulfura de molibden se aplica la mai multe parti glisante pentru a imbunatati profilele de rezistenta, datorita proprietăților sale superioare de alunecare si de faptul ca poate menține un coefficient de frecare redus, chiar intr-o atmosfera de aer de pana la cateva sute de grade Celsius.

Se cunoaște depunerea de bisulfura de molibden, pe un strat tare cum ar fi o nitrura sau o carbonitrură care au rezistenta excelenta la uzura, putând fi produs un strat de acoperire multi-strat cu proprietăți excelente de alunecare, care are o rezistență mare la uzura. De asemenea prin încorporarea unui element de metal în bisulfura de molibden se îmbunătățește aderența dintre straturi, dar și rezistența la frecare (JP-A2000-001768).

^-2 0 1 1 - 0 0 7 2()-Cu toate acestea, bisulfura de molibden are dezavantajul de a fi o substanță extrem de moale, situație în care atunci când a format un strat, nu are întotdeauna suficientă aderență cu obiectul de tratat. Din acest motiv, dacă un strat de bisulfura de molibden este aplicat pe o parte glisanta, acoperirea este sensibilă la o utilizare îndelungată. în plus, bisulfura de molibden, de asemenea, are dezavantaj că este extrem de higroscopică, ceea ce determină ca performanța de lubrifiere să se deterioreze. Cererea de brevet japoneză menționată mai sus JP-A-2000 - 001768 descrie unele măsuri împotriva unor astfel de probleme. Anume, că bisulfura de molibden în cazul în care se întărește încorporează un element de metal, se întărește și aderența se va îmbunătăți cu siguranță față de atunci când este într-un strat. Cu toate acestea, soluția cu încorporarea unui element metalic nu oferă o puternică aderență pentru a fi aplicată la o parte care este supusă puternic alunecării, iar în cazul în care raportul dintre elementul de metal este prea mare, proprietățile excelente de lubrifiere a disulfurii de molibden se deteriorează.

De asemenea, pentru mediile de lucru dure/agresive ale cuplelor de frecare (cu: umiditate ridicata, temperatura de lucru ridicata; conținut mare de gaze corozive, presiuni scăzute, etc.) s-au dezvoltat acoperiri tribologice multistrat, fara insa a se tine cont de toate cerințele esentiale/de baza ale acoperirilor tribologice:

-aderenta la substrat;

-coeziunea dintre straturi ridicata - pentru a se preveni desprinderea de pe substrat sau alunecarea intre straturi;

-duritate;

-tenacitate ridicata a întregului ansamblu - pentru a se permite sarcini de apăsare ridicate ale cuplelor de frecare;

-porozitate redusa;

-stabilitate termica la temperaturi ridicate si rezistenta la coroziune - pentru a se preveni oxidarea termica sau corodarea cuplelor de frecare mai ales la temperaturi ridicate/ prezenta gaze corozive;

-coeficient de frecare cat mai redus - pentru a se preveni încălzirea excesiva si uzura accelerata a cuplelor de frecare.

CF-l O 1 1 - O 0 7 24 - Problema tehnica pe care o rezolva invenția o constituie imbunatatirea aderentei la substrat; si a coeziunii dintre straturi pentru a se preveni desprinderea de pe substrat sau alunecarea intre straturi.

Materialul multistrat cu proprietăți tribologice, rezolvă problema tehnică menționată prin aceea ca pentru atingerea unei grosimi totale uzuale de 0,4-4 microni ca si grosime a acoperirilor clasice cu materiale multistrat cu proprietăți complementar-cumulative, conține 4 straturi cu grosimi individuale ale fiecărui strat 100 nm < h_t < 1250 nm si grosime totala de 0,6 microni <H< 5 microni, obținute prin depunere de tip magnetron intr-un singur ciclu tehnologic de lucru, fiecare strat fiind alcătuit:

- materiale dure, ce sunt incompresibile si au microduritatea Vickers mai mare de 10 GPa sau superdure ce sunt super-incompresibile si au microduritatea Vickers mai mare de 40 GPa si care prezintă legătura chimica covalenta, pentru stratul inițial;

- materiale cu tenacitate, compresibilitate ridicata, proprietăți ce asigura inmagazinarea energiei la care sunt supuse straturile subțiri tribologice, pentru stratul al doilea;

- materiale cu legătură ionica cu proprietăți de stabilitate termica si chimica ridicata pentru stratul al treilea intermediar;

- materiale cu coeficient de frecare cat mai scăzut in special materiale lubrifiante uscate, cu coeficient de frecare foarte redus, pentru stratul final.

Procedeul de obținere in vid a materialulului multistrat cu proprietăți tribologice, conform invenției, constă în depunere de tip magnetron intr-un singur ciclu tehnologic de lucru, cu o instalație pentru depuneri de straturi subțiri in vid cu 4 magnetroane, a:

- primului strat prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN.

- a doilea strat prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiC sau TiN;

- a stratului al treilea prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI2O3;

- stratului al patrulea, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂.

Avantajele esențiale ale utilizării materialelor cu straturi tribologice multiple cu proprietăți complementar-cumulative conform invenției sunt:

1. duritate ridicata,tenacitate mare, rezistenta la coroziune si la oxidare termica ridicata,coeficient de frecare cat mai redus;

^'201 1-007 2^--

3. se utilizează metode nepoluante si eficiente economic, de tip PVD sau IPVD (lonized PVD) ce permit realizarea succesiva de pelicule lipsite de porozitate, cu o buna aderenta si de compoziție dorita;

4. permite cumularea proprietăților straturilor constituiente;

5. permite cumularea sinergica a proprietăților straturilor constituente si obținerea de acoperiri tribologice cu calități extrem de ridicate;

6. realizarea de acoperiri tribologice cu coeficient de frecare ultrascazut (CF<0,05)

7. realizarea de acoperiri tribologice cu un domeniu funcțional foarte larg de temperaturi de lucru: de la -188 °C pana la 1316 °C;

Se dau in continuare 3 exemple de straturi multiple cu proprietăți tribologice si a procedeului de realizare, conform invenției, care reprezintă:

-figura 1 - schema triunghiului legaturilor chimice si al proprietăților complementar-cumulative pentru principalele materiale complexe, cu utilizări in realizarea acoperirilor tribologice;

- figura 2- schema componentei structurale a multistraturilor tribologice fara structura nanometrica, cu grosimi individuale ale straturilor componente mai mari de 100 nm si grosime uzuala totala de 0,4-4 microni in 4 straturi diferite cu compoziție constanta a fiecărui strat si proprietăți complementar-cumulative;

- figura 3 - schema componentei structurale a multistraturilor tribologice nanostructurate, din pachete repetitive de cate 4 straturi cu proprietăți complementarcumulative si cu structura nanometrica, cu grosimi ale straturilor componente de 10-100 nm sau superlatice, cu grosimi ale straturilor componente de 2-10 nm

Potrivit invenției, alegerea materialelor cu proprietățile complementarcumulative enumerate anterior pentru realizarea acoperirilor tribologice multiple se face dintre:

1. materialele simple (metale sau nemetale) din Tabelul Periodic al elementelor (precum Al, Ti, W, Mo, C, Si, etc.), pe baza proprietăților fizice si chimice ale acestora;

(λ-2 0 1 1 - 0 0 7 2^--

2. materialele complexe, pe baza legaturilor chimice si a proprietăților predominante ale acestora, prezentate schematic si sintetic in Figura 1 (Triunghiul legaturilor chimice si al proprietăților complementar-cumulative pentru principalele materiale complexe, cu utilizări in realizarea acoperirilor tribologice).

Alegerea materialelor pentru realizarea acoperirilor tribologice multiple (simple sau compuse) se face si pe baza proprietăților complementar-cumulative, prezentate anterior, dar ținând cont si de:

a) condițiile de mediu ale cuplei de frecare: temperatura; umiditate; presiune;

prezenta gaze corozive, etc,

b) sarcina de apăsare a cuplei de frecare,

c) prețul de cost al materialului utilizat si al metodei de realizare a acoperirii.

Materialul multistrat cu proprietăți tribologice avand proprietăți complementarcumulative si grosimi totale uzuale de 0,4-4 microni (ca si grosime a acoperirilor clasice de multistraturi cu proprietăți complementar-cumulative, depuse prin procedee tip PVD/ IPVD) pot conține:

- numai 4 straturi cu grosimi individuale mai mari de 100 nm si proprietăți complementar-cumulative, (exemplul 1)-figura 2

- pachete repetitive de cate 4 straturi, cu proprietăți complementar-cumulative, cu structura nanometrica ce se repeta succesiv pentru realizarea grosimii optime (uzual in domeniul 0,4-4 microni), cu grosimi individuale mai mici de 100 nm, sau de tip superlatice, adică cu grosimi individuale mai mici de 10 nm) si cu proprietăți complementar-cumulative, sinergice; exemplul 2 - figura 3.

Pentru materialul cu straturi tribologice multiple din 4 straturi subțiri fara structura nanometrica, prezentate in Figura-2, ca si pentru straturile tribologice materialul din pachete de cate 4 straturi subțiri cu grosime nanometrica (clasica sau superlattice) prezentate in Figura-3, potrivit invenției, cele 4 straturi sau pachete de cate 4 straturi cu proprietăți complementar-cumulative, se realizează intr-un singur ciclu tehnologic prin depuneri succesive, intr-o instalație dotata cu minim 4 surse de pulverizare de tip magnetron ce utilizează metode tip Physical Vapor Deposition (pulverizare magnetron standard, sau de tip reactiv, in RF, cc, sau cc pulsat) sau procedee tip lonised PVD (pulverizarea magnetron in impuls de mare putere; evaporarea in arc catodic filtrat).

0.-2 0 1 1 -00724J-Potrivit invenției, alegerea materialelor pentru cele 4 straturi ale fiecărui pachet din Fig. 3, ce se repeta, sau ale stratului tribologic multiplu cu 4 straturi din Fig. 2, se face astfel:

Pentru stratul inițial 1, potrivit invenției, se pot utiliza materiale dure (ce sunt incompresibile si au microduritatea Vickers mai mare de 10 GPa) sau superdure (ce sunt super-incompresibile si au microduritatea Vickers mai mare de 40 GPa) si care conform Fig. 1 prezintă legătura chimica covalenta.

Un material este considerat dur daca rezista la deformare plastica (redata prin gradul de compresibilitate acceptat al acestuia) si acest lucru este asigurat de legaturile covalente pe distante scurte intre atomii constituenți.

După cum se știe diamantul este materialul cunoscut cu cea mai mare duritate Vickers (80-115 GPa). Din categoria materialelor superdure posibil de utilizat mai fac parte carbonitrura de bor cubica _c-BC2N (76 GPa); nitrura de bor cubica_c-BN (45-50 GPa; diborura de magneziu si aluminiu, cunoscuta si sub numele de materialul BAM_ĂIMgBÎ4+TiB₂ (40-46 GPa), carbura de bor_B₄C (30 GPa), precum si nanocompozitele de tipul: nc-MeN/a-Si₃N₄ (Me=Ti, V); nc-TiN/a-BN/a-TiB₂, sau nc-(Tii._xAl_x)N/a-Si₃N₄ ce asigur rnicroduritati H > 50 GPa.

Din categoria materialelor dure, posibil de utilizat, fac parte si: tetraborura de wolfram_WB₄ (36-40 GPa); diborura de osmiu_OsB₂ (37 GPa); diborura de titan_TiB₂ (3C 33 GPa); carbura de wolfram WC (23-30 GPa); diborura de Rheniu_ReB₂ (20-48 Gpa; carburile si nitrurile materialelor tranzitionale (TiN, TiC, TiCN, etc.) precum si acoperirii multifuncționale nanostructurate ce asigura rnicroduritati Vikers: 20 GPa <HV< 35 GPa.

Pentru stratul intermediar 2 cu proprietăți de tenacitate/compresibilitate ridicat (stratul intermediar 2), potrivit invenției, se vor utiliza materiale cu tenacitate, compresibilitate ridicata, proprietăți ce asigura inmagazinarea energiei la care sunt supuse straturile subțiri tribologice. Un material este considerat tenace daca, sub acțiunea unei solicitări se deformează foarte mult absorbind o mare cantitate de energie înainte de a se rupe.

Asa cum se prezintă in Figura-1 materialele cu legaturi metalice, precum: TiN, TiC, TiAIN, TiAICN, WC, CrN, etc. au tenacitate ridicata si sunt recomandate a fi utilizate.

c\~ 2 D 1 1- 0 0 7 2^

Ca material cu compresibilitate ridicata si proprietăți lubrifîante foarte bune, care sa acumuleze energia la care sunt supuse straturile subțiri tribologice este recomandat teflonul (PTFE), dar problemele de aderenta scăzuta la aceasta a următorului strat si de curgere sub presiune, nu-l recomanda potrivit invenției de a fi folosit ca strat intermediar singular in straturile subțiri multiple ci numai ca material dopant pentru materialele cu legaturi metalice.

Așadar, potrivit invenției pentru al doilea strat cu tenacitate si compresibilitate ridicat se recomanda utilizarea si a unor materiale noi (ca de ex: TiN+PTFE; hBN+Ti), obținute prin metodele clasice de depunere a straturilor subțiri in vid de tip PVD sau IPVD, folosind:

d) doparea cu Teflon a carburilor, nitrurilor si carbonitrurilor metalelor tranzitionale (ca de ex. TiN+PTFE; TiCN+PTFE; TiAIN+PTFE);

e) doparea cu un metal a materialelor lubrifîante de top (ca de exemplu: hBN+Ti; WS₂+Ti; WS₂+W; WS₂+C,etc.)

Pentru stratul intermediar 3 cu proprietăți de stabilitate termica si chimica ridicata (stratul intermediar 3), potrivit invenției, se utilizează materiale cu legătura ionica, care au stabilitate termica si chimica ridicata, precum: AI₂O₃, ZrO₂, Y2O3, etc.

Pentru stratul final 4, cu coeficient de frecare cat mai scăzut, se utilizează materiale lubrifîante uscate, cu coeficient de frecare foarte redus, precum: BAM (AIMgB₄+ TiB₂) - cu coeficient de frecare de 0,02; MX₂ (unde M = Mo/W si X= S/Se/Te), precum WS₂ cu coeficient de frecare dinamic de 0,03, sau MoS₂ cu coeficient de frecare dinamic de 0,06; Carbon de tip diamant de tipul a-C (carbon amorf), a-C:H (carbon amorf hidrogenat); ta-C (carbon amorf tetraedal) sau ta-C:H (carbon amorf hidrogenat, tetraedal) cu coeficient de frecare dinamic de 0,01 ... 0,1/0,5; hBN cu coeficient de frecare dinamic de 0,15, sau combinații ale acestor materiale intre ele (WS₂+C; M0S2+C; hBN+WS₂, etc.) sau cu alte materiale.

Aderenta la substrat ca si aderenta intre straturi este asigurata prin utilizarea procedeelor tip PVD, dar mai ales a celor de tip IPVD (care sunt in fapt procedee de placare ionica, datorita gradului ridicat de ionizare a materialului de depunere - de peste 90%), care prin energia ridicata a particulelor in timpul depunerii asigura: o foarte buna aderenta la substrat; o buna coeziune intre straturi; o porozitate foarte redusa a (λ- 2 Ο 1 1 - 0 0 7 24straturilor.

Pulverizarea de tip magnetron este cea mai potrivita metoda tip PVD pentru depunera simultana sau succesiva, in concentrațiile dorite si cu o buna aderenta la substrat, sau la un strat intermediar, a straturilor subțiri tribologice, ce fac obiectul prezentei invenții.

Pulverizarea magnetron cu ionizare (lonised Magnetron Sputtering) recomandata in invenție a fi utilizata la realizarea multistraturilor tribologice, este un procedeu nou de pulverizare magnetron (tip IPVD) ce utilizează pentru producerea materialului ionizat un magnetron clasic (Catod de pulverizare Penning) si o sursa de putere in impuls (High Power Impulse Magnetron Sputtering), care datorita gradului foarte înalt de ionizare al materialului de depunere (peste 90%) asigura fata de pulverizarea magnetron standard, realizarea de pelicule dense (fara porozitate) si cu aderenta imbunatatita la substrat.

Evaporarea in arc catodic (Cathodic Arc Evaporation) este un al doilea procedeu tip IPVD recomandat potrivit invenției pentru realizarea multistraturilor tribologice, iar Evaporarea in arc catodic filtrat (Filtered Catodic Arc Evaporation) este o noua metoda care are avantajul fata de evaporarea clasica in arc catodic ca elimina apariția stropilor in timpul depunerii.

Aderenta la substrat ca si aderenta dintre straturi, potrivit invenției, se asigura si prin alegerea corespunzătoare a materialelor pentru straturile depuse. Este cunoscut faptul ca materialele cu legaturi metalice au o buna aderenta la substraturile metalice si de aceea pentru o buna aderenta la substrat, potrivit invenției se recomanda pentru stratul inițial utilizarea materialelor dure cu legătura metalica, precum: TiN, TiC, TiCN, TiAIN, TiAINC, etc.

Duritatea si tenacitatea sunt la fel de importante pentru straturile subțiri tribologice. Straturi subțiri super dure (cu duritate de la 40 la 115 GPa) au fost raportate in diverse lucrări de specialitate, dar utilizarea cu bune rezultate in practica este inca redusa.

Rezistenta la coroziune si la corodare este asigurata atât prin realizarea de pelicule fara porozitate (prin utilizarea metodelor IPVD), dar si prin alegerea materialelor cu legaturi ionice (ce prezintă o buna stabilitate termica si chimica), precum:

io ίλ- 2 Ο 1 1 - Ο Ο 7 2 ΑΙ2Ο3; ΖγΟ₂; Υ2Ο3; etc.

Materialul tribologic multistrat in toate cele 3 variante prezentate anterior (fara structura nanometrică; cu structura nanometrică clasica; cu structura superlattice) este obținut printr-o metoda de depunere in vid din faza fizica de vapori (uzual prin metode tip PVD- Physical Vapor Deposition, sau pentru a obține caracteristici de cea mai buna calitate prin metode tip IPVD - lonized Physical Vapor Deposition).

Asa cum rezulta de mai sus, pentru realizarea straturilor subțiri multiple cu proprietăți tribologice se pot utiliza o mulțime de combinații de: materiale (simple sau compuse); structuri de straturi (grosimi de straturi intermediare; număr de pachete de cate 4 straturi repetitive) si de metode de depunere a straturilor subțiri in vid.

Din multitudinea de combinații posibile de: materiale utilizabile (T1N+AI2O3+C+WS2; T1AIN+BN+AI2O3+WS2; etc), procedee de depunere a straturilor subțiri in vid (tip PVD sau IPVD) si structuri de straturi multiple (cu: 4 straturi cu grosimi individuale h_t>100nm; multiplu de pachete de cate 4 straturi cu grosimi individuale 10 nm < h_t < 100 nm; multiplu de pachete de cate 4 straturi cu grosimi individuale 2 nm < h_t < 10 nm) se dau mai jos trei exemple semnifiative de realizare a materialelor multistrat cu proprietăți tribologice, realizate prin Pulverizare Magnetron Standard/Reactiva si folosind in toate cele 3 cazuri aceleași 4 materiale cu proprietăți complementar-cumulative:

A) Materialul multistrat tribologic multiplu din 4 straturi succesive, cu grosimi individuale ale fiecărui strat 100 nm < h_t < 1250 nm si grosime totala de 0,6 microni <H< 5 microni, (figura 2) obținut prin depunere de tip magnetron (standard sau reactiv) intrun singur ciclu tehnologic de lucru, cu o instalație pentru depuneri de straturi subțiri in vid, prevăzuta cu 4 magnetroane:

1. primul strat: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 1501250 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN.

2. stratul nr. 2: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 150-1250 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiC sau TiN;

'2 0 1 1 - 0 0 7 - -

3. stratul nr. 3: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 150-1250 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

4. stratul nr. 4: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF = 0,05 si grosime de 1501250 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂.

B) Materialul multistrat tribologic multiplu nanostructurat, cu grosime totala de 0,4-2 microni, (figura 3) este realizat din 5 pachete repetitive de 4 cate straturi, adică din 20 de straturi succesive cu grosimi individuale de 20-100 nm si obținut prin depunere de tip magnetron (standard sau reactiv) intr-un singur ciclu tehnologic de lucru, cu o instalație pentru depuneri de straturi subțiri in vid, prevăzuta cu 4 magnetroane, după cum urmează:

Pachetul-1

1. stratul nr. 1: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

2. stratul nr. 2: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,

3. stratul nr. 3: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI₂O3, cu grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂C>3.

4. stratul nr. 4: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF = 0,05 si grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂.

Pachetul-2

5. stratul nr.5: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN;

6. stratul nr. 6: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

Ί. stratul nr. 7: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI₂O₃, cu grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O_3i.

8. stratul nr. 8: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF = 0,05 si grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂.

Pachetul-3

-2011-0072^--

9. stratul nr.9: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,

10. stratul nr. 10: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,

11. stratul nr. 11: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI2O3, cu grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

12. stratul nr. 12: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF = 0,05 si grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂, disponibila comercial.

Pachetul-4

13. stratul nr.13: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,

14. stratul nr. 14: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,

15. stratul nr. 15: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI₂O₃, cu grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,.

16. stratul nr. 16: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF = 0,05 si grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂,.

Pachetul-5

17. stratul nr.17: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,

18. stratul nr. 18: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,

19. stratul nr. 19: strat rezistent la temperatura si coroziune din AI₂O₃, cu grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

20. stratul nr. 20: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF = 0,05 si grosime de 20-100 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂, disponibila comercial.

C) Stratul tribologic multiplu nanostructurat cu structura superlattice si proprietăți sinergice, cu grosime totala de 0,5-1 microni, in exemplul 3 de realizare, este ^-201 1 - ο Ο 7 2țj realizat din 25 pachete repetitive de cate 4 straturi, adică din 100 de straturi succesive cu grosimi individuale (h-i...h₄) de 5-10 nm si obținut prin depunere de tip magnetron (standard sau reactiv), intr-un singur ciclu tehnologic de lucru, cu o instalație pentru depuneri de straturi subțiri in vid, prevăzuta cu 4 magnetroane, după cum urmează

Pachetul-1

1. stratul nr.1: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sintetizata de BN,.

2. stratul nr. 2: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

3. stratul nr. 3: strat rezistent la temperatura si coroziune AI2O3 cu grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

4. stratul nr. 4: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sintetizata de WS₂₁.

Pachetul nr. 2

5. stratul nr.5: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

6. stratul nr. 6: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

7. stratul nr. 7: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

8. stratul nr. 8: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂₁.

Pachetul nr. 3

9. stratul nr.9: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

10. stratul nr. 10: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

11. stratul nr. 11: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 510 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

12. stratul nr. 12: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm,

6(-2 0 1 1 - 0 0 7 2^-obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂,.

Pachetul nr. 4

13. stratul nr.13: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

14. stratul nr. 14: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

15. stratul nr. 15: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃cu grosime de 5- nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

16. stratul nr. 16: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂₁.

Pachetul nr. 5

17. stratul nr.17: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

18. stratul nr. 18: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

19. stratul nr. 19: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃cu grosime de 5- nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

20. stratul nr. 20: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂₁.

Pachetul nr 6

21. stratul nr.21: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

22. stratul nr. 22: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

23. stratul nr. 23: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 5- nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

24. stratul nr. 24: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂₁.

Pachetul 7

25. stratul nr.25: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

oC^{2 0} 11- 0 0 7 2^--

26. stratul nr. 26: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

27. stratul nr. 27: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 510 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI2O3,

28. stratul nr. 28: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂₁.

Pachetul 8

29. stratul nr.28: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

30. stratul nr. 30: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

31. stratul nr. 31: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 510 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI2O3,

32. stratul nr. 32: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂₁.

Pachetul 9

33. stratul nr.33: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

34. stratul nr. 34: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

35. stratul nr. 35: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 510 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

36. stratul nr. 36: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂₁.

Pachetul 10

37. stratul nr.37: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

38. stratul nr. 38: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

39. stratul nr. 39: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 510 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃, (λ-2 0 1 1 - 0 0 7 2^--

40. stratul nr. 40: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS_2l.

Pachetul-11

41. stratul nr.41: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

42. stratul nr. 42: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

43. stratul nr. 43: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 510 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

44. stratul nr. 44: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂₎.

Pachetul 12

45. stratul nr.45: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata

46. stratul nr.46 strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

47. stratul nr. 47: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 510 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

48. stratul nr. 48: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS_2l.

Pachetul-13

49. stratul nr.49: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

50. stratul nr. 59: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

51. stratul nr. 51: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 510 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

52. stratul nr. 52: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂₁.

Pachetul-14

53. stratul nr.53: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, (î-2 O 1 1 - O O 7 2_J - obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

54. stratul nr. 54: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

55. stratul nr. 55: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 5- nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI2O3,

56. stratul nr. 56: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂₁.

Pachetul-15

57. stratul nr.57: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

58. stratul nr. 58: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

59. stratul nr. 59: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 510 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

60. stratul nr. 60: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂₁.

Pachetul-16

61. stratul nr.61: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

62. stratul nr. 62: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

63. stratul nr. 63: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 510 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

64. stratul nr. 64: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂,.

Pachetul-17

65. stratul nr.65: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

66. stratul nr. 66: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

67. stratul nr. 67: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 5- ^-2 0 1 1 - 0 0 7 2J-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

68. stratul nr. 68: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂₁.

Pachetul-18

69. stratul nr.69: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

70. stratul nr. 70: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

71. stratul nr. 71: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 5- nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

72. stratul nr. 72: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS_2l.

Pachetul-19

73. stratul nr.73: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

74. stratul nr. 74: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

75. stratul nr. 75: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 510 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

76. stratul nr. 76: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS_2l.

Pachetul-20

77. stratul nr.77: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

78. stratul nr. 78: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

79. stratul nr. 79: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 510 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

80. stratul nr. 80: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂₁.

Pachetul-21 cx-2 0 1 1 - 0 0 7 2J--

81. stratul nr.81: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

82. stratul nr. 82: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

83. stratul nr. 3: strat rezistent la temperatura si coroziune AI2O3 cu grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O_3i

84. stratul nr. 84: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂₁.

Paehetul-22

85. stratul nr.85: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

86. stratul nr. 86: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

87. stratul nr. 87: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 510 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

88. stratul nr. 88: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂₎.

Pachetul-23

89. stratul nr.89: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

90. stratul nr. 90: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

91. stratul nr. 91: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃cu grosime de 510 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

92. stratul nr. 92: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS_2l.

Pachetul-24

93. stratul nr.93 strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

94. stratul nr. 84: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10

Λ-2 0 1 1 - 0 0 7 2^- nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

95. stratul nr. 95: strat rezistent la temperatura si coroziune AI2O3 cu grosime de 510 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

96. stratul nr. 96: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂₁.

Pachetul-25

97. stratul nr.97: strat dur din c-BN cu HV = 45-50 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de BN,.

98. stratul nr. 98: strat tenace din TiCN, cu HV = 38-32 GPa si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de TiN sau TiC,.

99. stratul nr. 99: strat rezistent la temperatura si coroziune AI₂O₃ cu grosime de 510 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta de AI₂O₃,

100. stratul nr. 100: strat lubrifiant uscat din WS₂ cu CF=0,05 si grosime de 5-10 nm, obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de WS₂₁.

Ordinea primelor 3 straturi (1; 2 si 3) ale pachetului de 4 straturi pentru acoperirile tribologice fara structura nanometrica, respectiv ale pachetelor repetitive de 4 straturi, pentru acoperirile nanostructurate poate fi modificata, fara efecte semnificative asupra proprietăților tribologice ale întregului ansamblu, daca se asigura prin efectul sinergie cumulativ al proprietăților straturilor componente si prin procedeele de tip PVD sau IPVD utilizate cele 4 cerințe de baza-esentiale ale acoperirilor tribologice, prezentate anterior.

Claims

REVENDICĂRI

1. Material multistrat cu proprietăți tribologice caracterizat prin aceea ca pentru atingerea unei grosimi totale uzuale de 0,4-4 microni ca si grosime a acoperirilor clasice cu materiale multistrat cu proprietăți complementar-cumulative, conține 4 straturi cu grosimi individuale ale fiecărui strat 100 nm < h_t < 1250 nm si grosime totala de 0,6 microni <H< 5 microni, obținute prin depunere de tip magnetron intr-un singur ciclu tehnologic de lucru, fiecare strat fiind alcătuit:

- materiale dure, ce sunt incompresibile si au microduritatea Vickers mai mare de 10 GPa sau superdure ce sunt super-incompresibile si au microduritatea Vickers mai mare de 40 GPa si care prezintă legătura chimica covalenta, pentru stratul inițial (1);

- materiale cu tenacitate, compresibilitate ridicata, proprietăți ce asigura inmagazinarea energiei la care sunt supuse straturile subțiri tribologice, pentru stratul (2);

- materiale cu legătură ionica cu proprietăți de stabilitate termica si chimica ridicata pentru stratul intermediar (3);

- materiale cu coeficient de frecare cat mai scăzut in special materiale lubrifiante uscate, cu coeficient de frecare foarte redus, pentru stratul final (4).
2. Material, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea ca din categoria materialelor superdure care se utilizate pentru stratul inițial (1) sunt: diamantul, carbonitrura de bor cubica c-BC₂N, nitrura de bor cubica c-BN, diborura de magneziu si aluminiu AIMgBi₄ -TiB₂, carbura de bor B₄C , precum si nanocompozitele de tipul: MeN/a-Si₃N₄ (Me = Ti, V); nc-TiN/a-BN/a-TiB₂, sau nc- (Tii._xAl_x)N/a-Si₃N₄.
3. Material, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea ca din categoria materialelor dure care sunt utilizate pentru stratul inițial (1) sunt: tetraborura de wolfram WB₄, diborura de osmiu OsB_2i, diborura de titan TiB₂, carbura de wolfram WC, diborura de Rheniu ReB₂, carburile, nitrurile si carbonitrurile materialelor tranziționale TiN, TiC, ZrN, ZrC, TiCN, ZrCN, precum si acoperirile multifuncționale nanostructurate ce asigura microduritati Vikers: 20 GPa <HV< 35 GPa.

C\-2 O 1 1 - O 0 7 2 9- -
4. Material, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea ca materialele cu legaturi metalice recomandate a fi utilizate pentru stratul (2) sunt TiN, TiC TiAIN, TiAICN, WC, CrN, ZrN, ZrC.
5. Material, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea ca materialele cu legătura ionica, care au stabilitate termica si chimica ridicata utilizate pentru stratul intermediar (3) sunt: oxid de aluminiu AI2O3, oxid de zirconiu ZrO₂, oxid de itriumY₂O3.
6. Material, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea ca materialele lubrifiante uscate, cu coeficient de frecare foarte redus utilizate pentru stratul final (4), poate fi una dintre: borura de magneziu și aluminiu depusă împreună cu diborura de titan (AlMgBu + TiB₂), compușii metalelor tranziționale din grupa a 6 a a tabelului periodic al elementelor (Mo/W) cu materialele din grupa a 16-a a tabelului periodic cu formula generala: MX₂ (M = Mo/W si X= S/ Se/Te), bisulfura de Molibden (MoS₂), Bisulfura de wolfram (WS₂), grafitul sau carbonul de tip diamant de tipul carbon amorf, carbon amorf hidrogenat, carbon amorf tetradedal și carbon amorf hidrogenat si tetraedal, carburile si nitrurile metalelor tranzitionale, precum: TiN, TiCN, TiAIN, CrN.
7. Material, conform revendicării 1-6, caracterizat prin aceea ca este realizat din 5 pachete repetitive multiplu nanostructurate de 4 cate straturi, cu grosime totala de 0,42 microni, cele 20 de straturi succesive având grosimi individuale de 20-100 nm, fiind obținute prin depunere de tip magnetron
8. Material, conform revendicării 1-6, caracterizat prin aceea ca este realizat din 25 pachete nanostructurat cu structura superlattice repetitive de cate 4 straturi, cu grosime totala de 0,5-1 microni, cele 100 de straturi succesive având grosimi individuale (hi...h₄) de 5-10 nm, fiind obținute prin depunere de tip magnetron (standard sau reactiv), intr-un singur ciclu tehnologic de lucru.
9. Procedeu de obținere in vid a materialulului multistrat cu proprietăți tribologice

V201 1 - 0 0 7 2^- de la revendicarea 1, caracterizat prin aceea ca, constă în depunere de tip magnetron intr-un singur ciclu tehnologic de lucru, cu o instalație pentru depuneri de straturi subțiri in vid, prevăzuta cu 4 magnetroane a:

- stratului (1) prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de material dur, precum BN.

- stratului (2): prin pulverizarea magnetron reactiva din ținta de material tenace, precum TiC sau TiN;

- stratului (3) prin pulverizare magnetron standard din ținta de material cu stabilitate chimica si termica ridicata, precum AI₂O₃;

- stratului (4), obținut prin pulverizare magnetron standard din ținta sinterizata de material lubrifiant, precum WS₂.
10. Procedeu, conform revendicării 9, caracterizat prin aceea ca în cazul multiplu de pachete de cate 4 straturi cu grosimi individuale 10 nm < h_t < 100 nm și multiplu de pachete de cate 4 straturi cu grosimi individuale 2 nm < h_t < 10 nm, constă în depunere de tip magnetron intr-un singur ciclu tehnologic de lucru, cu o instalație pentru depuneri de straturi subțiri in vid, prevăzuta cu 4 magnetroane, a fiecărui pachet de câte 4 straturi.