Влияние параметров вакуумно-дугового осаждения на наноструктурные характеристики покрытий системы Ti-N c легирующими добавками Si и Y

Abstract

Методом вакуумно-дугового осаждения при использовании титановых катодов, легированных малыми добавками кремния и иттрия, получены нитридные покрытия с различным содержанием этих добавок. Используя методы рентгеноструктурного анализа и электронной оптики, исследованы структурные характеристики получаемых покрытий в зависимости от процентного содержания Si и Y. Состав покрытий изменяли в зависимости от величин используемых параметров процесса осаждения – давления реакционного газа (азота) и отрицательного смещения на подложке. Продемонстрирована высокая чувствительность структурных изменений, происходящих в покрытиях, связанная с влиянием содержания легирующих элементов. Наблюдались эффекты измельчения характерных размеров кристаллических структур вплоть до размеров ~ 10 нм. Проведен комплекс сравнительных исследований служебных характеристик получаемых покрытий в зависимости от процентного состава лигатур = The vacuum-arc deposition technique employing titanium cathodes, alloyed with small additions of silicon and yttrium, has been used to obtain nitride coatings with different content of the additions. The structural characteristics of the obtained coatings were investigated by the X-ray diffraction and electron optics methods as functions of the percentage of Si and Y. The coating composition was varied depending on the parameter values used in the deposition process, namely, the values of reaction gas (nitrogen) pressure and substrate negative bias. A high sensitivity of structural changes occurring in the coatings has been demonstrated to be due to the effects of the alloying element content. Typical size reduction down to ~ 10 nm has been observed in the crystalline structures of the nitride coatings. A variety of comparative studies have been made to investigate the performance characteristics of the obtained coatings in relation to the percentage of addition alloys