Отзыв оппонента доктора тех. наук И.Р. Асланян (Исследование структурно-фазовых состояний и физических свойств алмазоподобных покрытий, легированных металлами VI группы)

Отзывофициального оппонента на диссертациюЛевина Ивана Сергеевича«Исследование структурно-фазовых состояний и физических свойствалмазоподобных покрытий, легированных металлами VI группы»на соискание ученой степени кандидата физико-математических наукпо специальности 01.04.07 - физика конденсированного состоянияРабота посвящена комплексному экспериментально-теоретическомуисследованию структурно-фазовых состояний алмазоподобных углеродныхпокрытий, легированных карбидообразующими металлами VI группы(хромом, вольфрамом и молибденом), а также установлению влиянияатомнокристаллической структуры и особенностей фазового состава на ихмеханические и трибологические свойства. Известно, что выход из строядеталей машин в 80 % случаев обусловлен износом.

Таким образом,поставленная и реализованная в работе проблема по разработке и созданиюфункциональных покрытий с заданными свойствами, обеспечивающимиувеличение ресурса работы машин и механизмов, является безусловноактуальной. Кроме того, важность решаемых задач подтверждаетсясоответствием темы научно-исследовательским работам, выполненным поПрограмме фундаментальных научных исследований государственныхакадемий наук на 2013-2020 годы (ГР № 01201355401, ГР № 01200108657).Структурно работа состоит из четырех глав.Первая глава посвящена обзору научной литературы, в частностиописанию основных типов алмазоподобных структур на основе тройнойпсевдофазовой диаграммы и их свойств, структур покрытий на основекарбидовпереходныхметаллов,различныхспособовполученияалмазоподобных структур (в основном физическим и химическимгазофазным осаждениям покрытий), сравнению полученных разнымиавторамирезультатовисследованийфункциональныхсвойствалмазоподобных покрытий, в частности, результатов измерения величиныкоэффициента трения.

Подробный и скрупулезный анализ отечественных изарубежных публикаций показал, что структура алмазоподобных пленоксущественно зависит от термодинамики взаимодействия легирующихкомпонентов с углеродом и определяется скоростью диффузионных иреакционных процессов при формировании покрытия. Однако в литературепрактически не представлены результаты исследований зависимости тонкойатомной структуры покрытий от легирующих примесей и технологии ихполучения, а также влияния фазового состава на физические свойстваалмазоподобных покрытий. Сказанное позволило автору найти нишу впроблематике, сформировать цель и задачи исследования.Во второй главе отражены методы и методики получения иэкспериментальныхисследованийобразцов,приведеныобъектыисследования и условия их изготовления, методика подготовки образцов,описание методики исключения вклада от подложки в рентгеновскуюдифракционную картину исследованных покрытий, а также описываетсяпроцедура расчета функций радиального распределения атомной плотности спомощью специализированной компьютерной программы PDFgetX3, какспособ описания тонкой атомной структуры покрытий.

Приведены методикимикромеханических и трибологических испытаний образцов покрытий.Третьяглавапосвященаисследованиюструктурно-фазовыххарактеристикалмазоподобныхпокрытий,легированныххромом,вольфрамом и молибденом, из рентгендифракционных данных. Показано,что легирующий элемент, условия и состав атмосферы напыления могутсущественно изменять структурно-фазовые характеристики алмазоподобныхпокрытий, в частности в зависимости от состава активной смеси приполучении алмазоподобных покрытий, легированных хромом, происходитсущественное изменение фазового состава хромовых покрытий.

Показано,что состав активной атмосферы при напылении покрытий оказывает влияниене только на химический, но и на фазовый состав получаемых покрытий: помере увеличения объемной доли азота в активной атмосфере при синтезепокрытий наблюдается смена типа карбидных фаз хрома и дополнительновыделение фазы нитрида хрома.В четвертойглаве представлены результатыисследованиймеханических и трибологических свойств алмазоподобных покрытий.Показано, что покрытия, легированные хромом, по сравнению с покрытиями,легированными молибденом и вольфрамом, характеризуются более низкойвеличиной коэффициента трения и увеличенным числом циклов доразрушения (покрытия a-C:H:Cr:N).Содержание работы изложено в логически последовательной форме,написано грамотным техническим языком, хорошо иллюстрировано.Основные научные результаты диссертации опубликованы в десятирецензируемых научных изданиях, из них шесть статей в реферируемыхжурналах, рекомендованных ВАК.

Автореферат и опубликованные работыполностью отражают основное содержание диссертации.Обоснованность научных положений, выводов и рекомендацийподтверждаются использованием комплексного подхода, использованиемсовременных аттестованных методов исследования и апробированныхметодик, а также согласованностью результатов теоретических расчетов сданными, полученными экспериментально.Достоверность научных положений и выводов работы не вызываетсомнений, так как теоретической основой исследований послужили трудыизвестных отечественных и зарубежных ученых в данной области науки.

Вметодологическую основу исследования были положены современныеметоды, системный подход, общепризнанные трибологами положениятеории трения и изнашивания.Научная новизна работы заключается в том, что при напылениипокрытий а-С:Н:Сг по мере увеличения доли азота в составе активнойатмосферы происходит формирование наноразмерных выделений нитридныхфаз хрома, что приводит к высоким трибологическим и механическимсвойствам таких алмазоподобных покрытий; рентгеноаморфная структурапокрытий a-C:H:W и a-C:H:Mo:Si, в которой отсутствуют сколько-нибудьпротяженные области с дальним порядком, ответственна за их низкиетрибологические характеристики.Практическая значимость работы состоит в определении влияниясостава активнойатмосферысинтезированныхпокрытий на ихфункциональные свойства, в частности напыление алмазоподобныхпокрытий, легированных хромом, в газовой смеси, содержащей азот,приводит к образованию фаз нитридов хрома, что обеспечивает низкиезначения коэффициента трения и повышенную работоспособность данныхпокрытий.Вместе с тем по содержанию и представлению материала имеется рядзамечаний:1.

При испытаниях на износостойкость необходимо обосновать выборматериала контртела, заданную нагрузку, длительность испытаний и пр. Вработе этим вопросам уделено недостаточно внимания, в частности, не ясно,чем обоснован выбор материала контр-тела из нитрида кремния Si3N4.2. В работе не представлено обоснование выбора базы испытанийтрибологических свойств покрытий, определенной в 6000 циклов, что дляпокрытий,имеющихтриботехническоеназначение,можетбытьнедостаточно.3.

В работе определено, что формирование наноразмерных выделенийнитридных фаз хрома, обеспечивающих повышение функциональныхсвойств алмазоподобных покрытий, легированных хромом, происходит помере увеличения доли азота в составе активной атмосферы при напылениипокрытий а-С:Н:Сг, однако режимы синтезирования покрытий непредставлены.4. Автор работы много сил уделил исследованию особенностейструктуры карбидных и других фаз, наблюдаемых в покрытиях, но почему-тоне попытался аналогичными методами исследовать аморфную углеродную(алмазоподобную) фазу в них.ЗаключениеСделанные замечания не снижают общей положительной и высокойоценки работы.

Диссертация Левина Ивана Сергеевича является завершеннойнаучно-квалификационной работой, в которой содержится решение задачипо исследованию влияния структурно-фазового состояния алмазоподобныхуглеродных покрытий, легированных металлами VI группы, на ихфизические свойства, имеющей важное научное и экономическое значениедля развития физики конденсированного состояния.Считаю, что оппонируемая работа соответствует комплексутребований п.п.

9-14 «Положения о присуждении ученых степеней»Постановления Правительства Российской Федерации от 24.09.2013 г. № 842,предъявляемых к диссертациям на соискание ученой степени кандидата наук,а ее автор, Левин Иван Сергеевич, заслуживает присуждения ученой степеникандидата физико-математических наук по специальности 01.04.07 - физикаконденсированного состояния.Официальный оппонент:Заместитель начальника лабораториитехнологии литейных процессовжаропрочных сплавов и сталейФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ,доктор технических наук(специальность 05.02.04 - Трениеи износ в машинах), доцентАсланянИрина Рудиковна(105005, г.

Москва, ул. Радио, д. 17,www.viam.ru, тел. 8.495.365.56.57,as-irina@rambler.ru)26.01.2017 г.Подпись официального оппонента, д.т.н.,[., додоцента Асланян И.Р. заверяю.Ученый секретарьМ.В. Шишимиров.