Термическая стабильность нанокристаллических пленок на основе системы «TiZrAlN», имплантированных ионами гелия

Abstract

Изучено влияние облучения гелием (He) на термическую стабильность нанокристаллических пленок на основе многокомпонентных систем «TiZrN» и «TiZrAlN». TiZrN- и TiZrAlN-пленки были сформированы методом реактивного магнетронного распыления. Рентгеноструктурные исследования свидетельствуют, что пленки TiZrN и TiZrAlN являются однофазными (на основе кубических с-(Ti,Zr)N и с-(Ti,Zr,Al)N твердых растворов) и нанокристаллическими (размер зерен – 30 и 20 нм соответственно). Установлено, что облучение ионами He и термическое воздействие до 800 °C не приводят к изменениям структурно-фазового состояния пленок TiZrAlN. Предварительное облучение и отжиг при температуре до 1000 °С обусловливают усиление процессов перераспределения металлических компонентов в пленках TiZrAlN, вызывающих спинодальный распад твердого раствора с-(Ti,Zr,Al)N и образование двух твердых растворов с-(Ti,Al)N и с-(Zr,Al)N.=The influence of He irradiation on the thermal stability of TiZrN and TiZrAlN multicomponent nanocrystalline films was studied in this paper. TiZrN and TiZrAlN-films were prepared by reactive magnetron sputtering. As shown by XRD studies, the TiZrN and TiZrAlN-films were single-phase systems (based on cubic c-(Ti,Zr)N and cubic c-(Ti,Zr,Al)N solid solutions) with the nanocrystalline structure with the grain size 30 and 20 nm, respectively. Irradiation with He ions and thermal influence up to 800 °C do not affect the structure and phase composition of the TiZrAlN-film. Preirradiation of the TiZrAlN-film with He ions activates spinodal decomposition of the c-(Ti,Zr,Al)N solid solution after thermal annealing at 1000 °C due to redistribution of the components of a solid solution within the grains.