Buchumschlag

Исследование распределения азота в образцах, полученных ионно-стимулированным осаждением пленок Cr на алюминий при бомбардировке ионами азота

Работа посвящена разработке методов поверхностного упрочнения изделий из алюминиевых сплавов
 методом ионно-стимулированного осаждения пленок Cr-N. Авторами исследовано распределение азота
 в пленках и в алюминиевой подложке. Для исследования привлекались методы вторичной ионной масс...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Физическая инженерия поверхности
Datum:2003
Hauptverfasser: Гончаров, А.В., Гугля, А.Г., Марченко, И.Г., Неклюдов, И.М.
Format: Artikel
Sprache:Russisch
Veröffentlicht: Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України 2003
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98446
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Исследование распределения азота в образцах, полученных ионно-стимулированным осаждением пленок Cr на алюминий при бомбардировке ионами азота / А.В. Гончаров, А.Г. Гугля, И.Г. Марченко, И.М. Неклюдов // Физическая инженерия поверхности. — 2003. — Т. 1, № 3-4. — С. 294–299. — Бібліогр.: 22 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1860088877554860032
author Гончаров, А.В.
Гугля, А.Г.
Марченко, И.Г.
Неклюдов, И.М.
author_facet Гончаров, А.В.
Гугля, А.Г.
Марченко, И.Г.
Неклюдов, И.М.
citation_txt Исследование распределения азота в образцах, полученных ионно-стимулированным осаждением пленок Cr на алюминий при бомбардировке ионами азота / А.В. Гончаров, А.Г. Гугля, И.Г. Марченко, И.М. Неклюдов // Физическая инженерия поверхности. — 2003. — Т. 1, № 3-4. — С. 294–299. — Бібліогр.: 22 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Физическая инженерия поверхности
description Работа посвящена разработке методов поверхностного упрочнения изделий из алюминиевых сплавов
 методом ионно-стимулированного осаждения пленок Cr-N. Авторами исследовано распределение азота
 в пленках и в алюминиевой подложке. Для исследования привлекались методы вторичной ионной масс
 спектрометрии, ядерных реакций. Была разработана компьютерная модель, позволяющая адекватно
 описывать распространение азота при повышенных температурах в растущей пленке и сопрягающих
 слоях подложки. Установлено хорошее соответствие между полученными экспериментальными резуль
 татами и данными расчетов Робота присвячена розробці методів поверхневого
 зміцнення виробів з алюмінієвих сплавів методом іон
 но-стимульованого осадження плівок Cr-N. Авторами
 досліджений розподіл азоту в плівках та в алюмінієвій
 підкладинці. Для дослідження використовувалися
 методи вторинної іонної мас-спектрометрії, ядерних
 реакцій. Була розроблена комп’ютерна модель, що
 дозволяє адекватно описувати поширення азоту при
 підвищених температурах у зростаючій плівці та шарах
 підкладинки, які стикаються з нею. Встановлено хоро
 шу відповідність між отриманими експерименталь
 ними результатами і даними розрахунків. The object of the proposed paper is the development of
 me-thods of surface hardening of aluminum pieces
 produced by ion-induced deposition of Cr-N films.
 Authors inves-tigated nitrogen distribution in films and
 in aluminum substrate. Methods of secondary ion massspectrometry
 and of nuclear reaction were used for this
 purpose. The procedure of computer simulation was
 developed that describes adequately nitrogen penetration
 in a growing film and in substrate interfacing layer.
 Agreement of obtained experimental results and of
 computer simulation data was established.
first_indexed 2025-12-07T17:22:06Z
format Article
fulltext ФІП ФИП PSE, 2003, том 1, № 3 - 4, vol. 1, No. 3 - 4294 ВВЕДЕНИЕ Ионное азотирование широко применяется как один из эффективных методов упрочнения по- верхностных слоев материалов [1– 3]. Особый интерес вызывает ионное азотирование изделий из алюминия и алюминиевых сплавов [4]. Алю- миний относится к материалам, широко приме- няемым в аэрокосмической области. Это обу- словлено его легкостью, высокому отношению прочности к весу и низкой стоимостью. Однако алюминий демонстрирует низкие механические свойства поверхности, недостаточную твердость и износостойкость. Поэтому проблема придания поверхности изделий из алюминиевых сплавов, требуемых прочностных и трибологических свойств, является актуальной. Для этих целей наряду с методами поверх- ностного азотирования в последние годы стали применяться комбинированные технологии, когда наряду с созданием поверхностного азотирован- ного слоя дополнительно наносится покрытие с требуемыми свойствами [5 – 6]. Эти покрытия позволяют повысить износостойкость, увеличить сопротивляемость к воздействию агрессивных сред и пр. Метод ионно-стимулированного осаждения с применением ускоренных ионов азота позволяет в одном производственном цикле выполнить обе вышеприведенные обработки. Существо метода заключается в том, что при нанесении пленки из паровой фазы она одновременно бомбардируется энергетическими ионами [7]. В процессе роста облучаемой пленки на поверхность осаждаются термически испаренные атомы, происходит внедрение как имплантированных ионов, так и осаждаемых атомов с созданием каскада атом- ных повреждений и ионным перемешиванием. В качестве защитных покрытий широко при- меняются нитриды различных металлов [8 – 10]. Нитриды хрома, обладая высокой твердостью и коррозионной сопротивляемостью, являются хо- рошими кандидатами для создания защитных слоев. Стойкость получаемых покрытий зависит от фазового и структурного состояния материала как в пленке, так и в сопрягающих слоях между плен- кой и массивной подложкой. В свою очередь, фазовый состав определяется концентрацией внедренных элементов. Целью данной работы являлось исследование распределения азота как в пленках Cr, осажда- емых при облучении ионами азота, так и в алю- миниевой подложке, а так же разработка мето- дов компьютерного прогнозирования изменения концентрации азота в системе пленка-подложка. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА Для ионно-стимулированого осаждения исполь- зовалась установка “Арго-1”, оснащенная ион- ным источником пеннинговского типа [11]. Бом- бардировка осаждаемого хрома осуществлялась ионами азота с энергией 30 кэВ при плотности тока 25 мкА/см2. Ионный поток представлял собой смесь из 60 % молекулярных ионов и 40 % атомных. Порошок хрома испаряли путем его нагрева электронным пучком. Температура подложки 50 – 300оС. Осаждение проводилось на поликрис- таллическую подложку алюминия. В эксперимен- тах использовался порошок чистотой 99,98. Скорость осаждения непрерывно контролирова- лась по изменению сопротивления специально разработанных резистивных датчиков [12]. УДК 539.216: 549.02: 549.091.7 ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АЗОТА В ОБРАЗЦАХ, ПОЛУЧЕННЫХ ИОННО-СТИМУЛИРОВАННЫМ ОСАЖДЕНИЕМ ПЛЕНОК Cr НА АЛЮМИНИЙ ПРИ БОМБАРДИРОВКЕ ИОНАМИ АЗОТА А.В. Гончаров, А.Г. Гугля , И.Г. Марченко*, И.М. Неклюдов Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт” *Научный физико-технологический центр МОН и НАН Украины, (Харьков) Украина Поступила в редакцию 4.09.2003 Работа посвящена разработке методов поверхностного упрочнения изделий из алюминиевых сплавов методом ионно-стимулированного осаждения пленок Cr-N. Авторами исследовано распределение азота в пленках и в алюминиевой подложке. Для исследования привлекались методы вторичной ионной масс- спектрометрии, ядерных реакций. Была разработана компьютерная модель, позволяющая адекватно описывать распространение азота при повышенных температурах в растущей пленке и сопрягающих слоях подложки. Установлено хорошее соответствие между полученными экспериментальными резуль- татами и данными расчетов. ФІП ФИП PSE, 2003, том 1, № 3 – 4, vol. 1, No. 3 – 4 295 Вакуум в камере поддерживался в пределах 5 ÷ 8⋅10–4 Па и создавался безмасляными средст- вами откачки. При включении источника ионов, вследствие напуска азота в его разрядную каме- ру, давление в рабочей камере составляло 4⋅10–3 Па. Послойный анализ покрытий осуществляли на промышленном масс-спектрометре вторичных ионов МС-7201М, который укомплектован квадрупольным анализатором и источником пер- вичных ионов – ячейка Пеннинга с холодным ка- тодом. В качестве первичных ионов использовали ионы Ar+ с энергией 6 кэВ и плотностью тока от 0,5 мкА/см2 до 5 мкА/см2. Концентрация внедренного азота определя- лась методом ядерных реакций на установке “СОКОЛ” [13] с помощью резонанса реакции 15N(p, αγ) при 429 кэВ. МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ Ранее в работе [14] была описана компьютерная программа для расчета концентрации азота в растущей пленке при низких температурах. В то же время в работе [15] концентрация азота при ионном азотировании рассчитывалась с учетом термической диффузии при стравливании поверхности за счет распыления. В данной работе мы учли возможность термической диффузии имплантированного азота в растущей пленке Cr-N, осаждаемой на алюминиевую подложку. В общем случае, при использовании непре- рывных ионных источников, на поверхность мате- риала падает атомно-молекулярный пучок с энер- гией E, составляющей обычно от одного до нескольких десятков кэВ. Так как энергия связи молекулы азота существенно ниже энергии пучка, то на поверхности происходит диссоциация молекул N2. Часть азота отражается от образца, таким образом, уменьшая поток внедренных атомов. Остальные ионы азота проникают вглубь материала. При взаимодействии атомов азота с поверхностью происходит распыление атомов мишени. В то же время за счет осаждающегося потока атомов Cr происходит рост пленки. В ре- зультате совмещения этих процессов поверхность образца движется со скоростью V. Импланти- рованные атомы азота распределяются по глу- бине с некоторым первоначальным распреде- лением, определяемым процессами взаимо- действия ионов азота с атомами мишени. Полу- ченный профиль концентрации внедренных атомов в дальнейшем размывается за счет диф- фузионных процессов. Концентрация азота находилась с помощью итерационного процесса. Весь образец условно разбивался на расчетные слои с характерной ши- риной ∆l = 5 нм. При нанесении следующего слоя покрытия производился расчет скорости имплантации ионов азота G(x) по глубине образца. При расчетах G(x) предполагалось, что концентрация азота меняется дискретно и посто- янна в каждом слое. Полученная зависимость G(x) использовалась при численном решении диффузионного уравнения. Затем найденная концентрация азота использовалась при после- дующих расчетах G(x). В соответствии с равновесными диаграммами состояния систем Cr-N и Al-N [16] атомная плот- ность в пленке и подложке рассчитывалась сле- дующим образом: ρCr–N = xρCr2N + (1 – 2x)ρCr, rAl–N = rAl2N + (1 – 2x)rAl, где x – концентрация азота, ρAl – и ρCr – плот- ность массивного алюминия и хрома, а ρAl2N – и ρCr2N – фаз Al2N и Cr2N. После расчета новых концентраций азота и плотности образца по слоям производился следующий этап итерации. Для расчета G(x) использовалась программа компьютерного моделирования каскадов атом- атомных соударений методом Монте-Карло SPURT [17], PC версия программы PERST [18]. Программа аналогична программе TRIM, но имеет другую программную реализацию. В про- грамме SPURT процессы взаимодействия ато- мов и ионов моделируются методом парных со- ударений [19]. Значения для молекулярно- атомного потока ионов азота получались как ли- нейная суперпозиция потоков 30 и 15 кэВ потоков с учетом процентного состава молекул и атомов азота [14]. Статистика для получения одного профиля составляла 10 тысяч частиц. Изменение концентрации азота в системе пленка–подложка описывалось следующим уравнением: ),()()),(( txGC x tVC x txD xt C + ∂ ∂− ∂ ∂ ∂ ∂= ∂ ∂ , где C(x) – концентрация азота, D(x, t) – коэф- фициент диффузии, зависящий от координат и времени, G(x, t) – плотность вводимых ионов в единицу времени. Уравнение диффузии решается в движущейся системе координат, связанной с поверхностью пленки. Координата x нормальна к поверхности образца. В неподвижной системе координат поверхность пленки движется со ско- ростью V. Второе слагаемое в правой части урав- нения определяется выбором системы координат, А.В. ГОНЧАРОВ, А.Г. ГУГЛЯ , И.Г. МАРЧЕНКО, И.М. НЕКЛЮДОВ ФІП ФИП PSE, 2003, том 1, № 3 - 4, vol. 1, No. 3 - 4296 ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АЗОТА В ОБРАЗЦАХ, ПОЛУЧЕННЫХ ИОННО-СТИМУЛИРОВАННЫМ... движущейся вместе с поверхностью твердого тела. Уравнение решалось численно при следую- щих начальных и граничных условиях: С(x, 0) = 0; C(x, t)x → ∞ = 0; , то есть предполагалось отсутствие потока внед- ряемой примеси за пределы образца. Если предположить, что диффузионные свойства примеси не зависят от ее концентрации, то в случае равномерного роста пленки зависимость коэффи- циента диффузии от координаты будет иметь следующий вид: D(x, t) = D(x – Vt). Диффузионное уравнение на каждом шаге итерационного процесса решалось численно методом прямых, с использо- ванием подпрограммы DMOLH из математи- ческой библиотеки IMSL [20]. Промежуточные значения G(x, t) получали путем линейной аппрок- симации между двумя ближайшими слоями. Ис- пользовалось следующее выражение для вычис- ления коэффициента диффузии азота в хроме в зависимости от температуры T [21]: D = D0⋅exp(–∆H/RT), где D0 = 0,016 см2/с, ∆H = 27500 кал/моль, R – универсальная газовая константа. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Были проведены измерения концентрации азота при различных температурах на пленках раз- личной толщины. На рис. 1 приведены экспериментальные дан- ные для пленки хрома, толщина которой сущест- венно превышает пробег ионов азота в Cr. Плен- ка Cr–N осаждалась при бомбардировке ионами азота до толщины 400 нм. После этого испаре- ние хрома прекращалось и проводилось допол- нительное облучение ионами азота до дозы 1017 ион/см2. Осаждение проводилось при тем- пературе 50° C. Подвижность азота при таких температурах невысока, так что в процессе осаждения не наблюдалось размытие профиля имплантированных ионов. На этом же рисунке приведены графики зависимости концентрации азота в пленке, полученные методом компью- терного моделирования. Видно, что расчетные и экспериментальные данные хорошо совпадают. Область неравномерного распределения азота составляет около 100 нм и определяется глуби- ной проникновения ионов азота в пленку хрома. При больших толщинах концентрация азота достигает своего стационарного значения, кото- рое остается постоянным в растущей пленке. Вблизи подложки ситуация более сложная, так как подложка и пленка имеют различные харак- теристики повреждаемости. Были проведены расчеты повреждаемости композита–пленка Cr- N – алюминиевая подложка. Растущая пленка хрома подвергалась бомбардировке атомами азота. Результаты представлены на рис. 2. Как следует из рисунка, с ростом пленки вид функции G(x, t) так же изменяется. В хроме ионы азота задерживаются в узком слое, в результате чего G(x, t) имеет большее максимальное значение в хроме, чем в алюминии. В то же время, в алюми- нии профиль имплантированных ионов азота шире, чем в осаждаемой пленке. Это происходит из-за различной тормозной способности азота в этих металлах. Как видно из рисунка, с ростом пленки происходит изменение формы профиля имплан- тации, так как часть ионов N задерживается рас- тущей пленкой Cr. Длиннопробежная часть про- филя определяется 40 % ионов N+, имеющих энергию в два раза выше, чем молекулярные ионы. Рис. 1. Распределение азота в осажденной пленке хрома. Экспериментальные данные, полученные методом ядерных реакций нанесены кривой с маркерами, компьютерное моделирование – сплошная кривая. После осаждения со скоростью 0,24 нм/с с одновременной ионной бомбардировкой до дозы 2,25⋅1017 ион/см2 проводилась дополнительная имплантация азота до дозы 0,37⋅1017 ион/см2. Рис. 2. Расчетные скорости имплантации азота при различных толщинах (L, нм) пленки Cr-N, нанесенной на алюминиевую подложку, температура осаждения – 50о С. Отрицательные величины толщины соответствуют подложке. ФІП ФИП PSE, 2003, том 1, № 3 – 4, vol. 1, No. 3 – 4 297 Рис.3. Данные по изменению относительной концентрации азота в алюминиевой подложке и пленке Cr-N, полученные методом ВИМС (нанесены маркерами), сплошная кривая – данные компьютерного моделирования. Левая ось ординат относится к расчетным данным. Отрицательные величины толщины соответствуют подложке. Плотность ионного тока – 25 мкА/см2, скорость осаждения 0,1 нм/с, температура – 300о С. На рис. 3 приведены результаты исследования изменения концентрации азота в хромовом пок- рытии, осаждаемом при температуре 300о С и одновременно облучаемом ионами азота. Марке- рами отмечены данные относительной концент- рации азота, полученные методом вторичной ион- ной масс-спектрометрии (ВИМС). Нулевое зна- чение координаты соответствует поверхности алюминиевой подложки. Как следует из рисунка, концентрация азота в пленке достигла постоянно- го стационарного значения, так как толщина плен- ки превышает толщину переходной зоны [22]. Обращает на себя внимание резкий рост концен- трации азота на границе пленка–подложка, а так же перегиб в концентрационной кривой в алюми- нии на глубине около 25 нм. На этом же рисунке пунктирной линией нанесены данные компьютер- ных расчетов. Результаты расчетов хорошо соот- носятся с экспериментальными данными и вос- производят особенности концентрационной кри- вой азота. Особенности кривой распределения азота в подложке определяются в основном из- менением вида функции G(x) с ростом пленки. Возле поверхности пленки наблюдается рас- хождение между расчетными и эксперименталь- ными данными. Обнаруженное более высокое со- держание азота, по сравнению с ожидаемым, под- тверждает опубликованные нами ранее результа- ты по исследованию фазового состава Cr–N ком- позита на начальной стадии его формирования в условиях ионного облучения [22]. Электронная микроскопия показала, что при температурах процесса выше 250о С формируются нитриды хро- ма CrN и Cr2N. При этом расчетное содержание азота в пленке не должно было превышать 25 %. Возможно, увеличение температуры подложки способствует более интенсивному внедрению азота из рабочей атмосферы камеры (4⋅10–3 Па по азоту) по механизму химсорбции. Метод ВИМС не дает абсолютные величины концентраций. Для определения абсолютной вели- чины концентрации азота в пленке и подложке нами использовался метод ядерных реакций (МЯР). На рис. 4 маркерами нанесены величины концентрации азота, полученные МЯР в пленке Cr–N, толщиной 150 нм и алюминиевой подложке. Температура осаждения составляла 300о С. Вид- но более глубокое проникновение азота вглубь подложки и отсутствие плато концентрации в осаждаемой пленке. Наблюдаемое изменение профиля концентрации может быть вызвано уси- лением диффузионных процессов с повышением температуры. На этом же рисунке сплошной кри- вой приведены данные компьютерного модели- рования. Расчетные данные неплохо совпадают с экспериментальными по абсолютной величине. Несмотря на то, что при моделировании пришлось использовать более высокую температуру (400оС), чем в эксперименте, расхождение в положении пика залегания азота между экспери- ментальным и расчетным значительно. Объяс- нить, чем вызвано данное расхождение, в данный момент не представляется возможным. Обнару- женное расхождение не может быть объяснено в рамках используемой модели и требует даль- нейшего исследования. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В работе исследовано распределение азота в сис- теме пленка Cr–N – подложка, получаемой ионно- Рис. 4. Концентрация азота, измеренная методом ядерных реакций (нанесена маркерами), компьютерный расчет (сплошная кривая) в пленке Cr-N и подложке алюминия. Отрицательные величины толщины соответствуют под- ложке. Суммарная доза имплантированного азота – 2,0⋅1017 ион/см2, толщина пленки 150 нм, время нанесения 28 мин., температура осаждения – 300о С. Плотность ион- ного тока – 19 мкА/см2, скорость осаждения 0,09 нм/с. А.В. ГОНЧАРОВ, А.Г. ГУГЛЯ , И.Г. МАРЧЕНКО, И.М. НЕКЛЮДОВ ФІП ФИП PSE, 2003, том 1, № 3 - 4, vol. 1, No. 3 - 4298 ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АЗОТА В ОБРАЗЦАХ, ПОЛУЧЕННЫХ ИОННО-СТИМУЛИРОВАННЫМ... стимулированным осаждением хрома на алю- миний. Для определения концентрации исполь- зовали ВИМС и ЯР методы. Установлены осо- бенности в распределении азота на границе под- ложка-пленка. Показано, что перегибы в графи- ках концентрационных кривых на границе пленка- подложка при низких температурах связаны с различием в проникающей способности ионов азота в хром и алюминий. Проведено компью- терное моделирование изменения концентрации азота в растущей пленке Cr на алюминиевой под- ложке. Установлено хорошее соответствие как качественного хода концентрационных кривых, так и абсолютных значений достигаемых кон- центраций. Продемонстрирована возможность использования методов компьютерного моде- лирования для прогнозирования химического сос- тава пленок, получаемых методом ионно-стиму- лированого осаждения в многослойных систе- мах. Наблюдается некоторое расхождение между данными ВИМС и ЯР в области высоких тем- ператур. Для объяснения данных ЯР, демонст- рирующих более глубокое проникновение азота, требуется привлечение механизма повышенной миграции азота в образцах. Это явление требует дальнейшего изучения. БЛАГОДАРНОСТИ Авторы выражают благодарность Научно-техно- логическому центру в Украине (STCU), который оказал финансовую поддержку данных исследо- ваний (грант № 2050). ЛИТЕРАТУРА 1. Riviere J.P., Meheust P., Villain J.P. et. al. High current density nitrogen implantation of an austenitic stain- less steel//Surf. Coat. Techn.– 2002. – Vol. 158 -159. – P. 99 -104. 2. Vivek Joshi, Amit Srivastava, Rajiv Shivpuri and Edward Rolinski. Investigating ion nitriding for the reduction of dissolution and soldering in diecasting shot sleeves// Surf. Coat. Techn. – 2003. – Vol. 163- 164. – P. 668 - 673. 3. Riviere J.P., Meheust P., Villain J.P. Wear resistance after low energy high-flux nitrogen implantation of AISI 304L stainless steel// Surf. Coat. Techn. – 2002. – Vol. 158 -159. – P. 647 - 652. 4. Moller W., Parascandola S. , Telbizova T. et. al. Surface process and diffusion mechanisms of ion nitriding of stainless steel and aluminium// Surf. Coat. Tech. – 2001. – Vol. 136. – P. 73 - 79. 5. Batista J.C.A., Godoy C., Matthews A. Impact testing of duplex and non-duplex (Ti,Al)N and Cr-N PVD coatings// Surf. Coat. Techn. – 2003. – Vol. 163-164. – P. 353 - 361. 6. Baggio-Scheid V. H., G. de Vasconcelos, Oliveira M.A.S., Ferreira B.C. Duplex surface treatment of chromium pack diffusion and plasma nitriding of mild steel// Surf. Coat. Tech. – 2003. – Vol. 163-164. – P. 313 - 317. 7. Ensinger W. Low energy ion assist during deposition – an effective tool for controlling thin film microstruc- ture Nucl. Instr. And Meth.//In Phys. Rec. B 127/128. – 1997. – P. 796 - 808. 8. Lousa A., Romero J., Martinez E. et al. Multilayer chromium/chromium nitride coatings for use in pres- sure die-casting//Surf. Coat. Tech. – 2001. – Vol. 146- 147. – P. 268-273. 9. Fenker M., Balzer M., Bьchi R.V., Jehn H. A., Kappl H., Lee J.-J. Deposition of NbN thin films onto high-speed steel using reactive magnetron sputtering for corro- sion protective applications//Surf. Coat. Tech. – 2003. – Vol. 163-164. – P. 169 - 175. 10. Banakh O., Schmid P.E., Sanjinйs R., Lйvy F., High- temperature oxidation resistance of Cr1-xAlxN thin films deposited by reactive magnetron sputtering// Surf. Coat. Tech. – 2003. – Vol. 163 -164. – P. 57 - 61. 11. Гугля А.Г., Малыхин Д.Г., Марченко И.Г., Неклю- дов И.М. Методические аспекты формирования двухкомпонентных материалов с использованием имплантационно-стимулирующей технологии // Металлофизика и новейшие технологии. – 2002. – Т. 24, № 9. – С. 1295 - 1304. 12. Guglya A.G., Marchenko I.G., Malykhin D.G., Neklu- dov I.M. Production of Cr-N films by ion-assisted de- position technology: experiment and computer simu- lation// Surf. Coat. Tech. – 2002. – Vol. 163-164. – P. 57-61. 13. Бондаренко В.Н., Глазунов Л.С., Гончаров А.В., Зац А.В., Колот В.Я., Кузьменко В.В., Левенец В.В., Омельник А.П., Пистряк В.М., Сухоставец В.И., Щур А.А. Аналитическая установка для ядерно- физических методов //Научные ведомости. Белго- родский государственный университет. Серия Физика. – 2001.– № 2 (15).– С. 86 - 92. 14. Марченко И.Г., Гугля А.Г., Моделирование хими- ческого состава пленок Cr-N, получаемых с помо- щью технологии имплантационно-стимулирован- ного осаждения // Научные ведомости. Сер. “Фи- зика” Белгород. ун-т. – 2001. – № 2 (15). – С. 7 - 12. 15. Гугля А.Г., МарченкоИ.Г., Неклюдов И.М. Компью- терное моделирование образования азотирован- ных слоев в железе при высокодозной ионной имплантации// Вестник Харьковского нацио- нального университета . Сер. “Ядра, частицы, поля”.– 2002. – Вып. 1(17), № 548. – С. 48 - 52. 16. Барабаш О.М, Коваль Ю.Н. Кристаллическая струк- тура металлов и сплавов//К.: “Наукова думка”, 1986. – 598 с. 17. Marchenko I., Sleptsov S., Khirnov I. Proceeding “Radia-tion solid state physics” II Interdisciplinary conference, Sevastopol, 1992; P. 42. ФІП ФИП PSE, 2003, том 1, № 3 – 4, vol. 1, No. 3 – 4 299 ДОСЛІДЖЕННЯ РОЗПОДІЛУ АЗОТУ В ЗРАЗКАХ, ОТРИМАНИХ ІОННО-СТИМУЛЬОВАНИМ ОСАДЖЕННЯМ ПЛІВОК Cr НА АЛЮМІНІЙ ПРИ БОМБАРДУВАННІ ІОНАМИ АЗОТУ. О.В. Гончаров, О.Г. Гугля , І.Г. Марченко, І.М. Неклюдов Робота присвячена розробці методів поверхневого зміцнення виробів з алюмінієвих сплавів методом іон- но-стимульованого осадження плівок Cr-N. Авторами досліджений розподіл азоту в плівках та в алюмінієвій підкладинці. Для дослідження використовувалися методи вторинної іонної мас-спектрометрії, ядерних реакцій. Була розроблена комп’ютерна модель, що дозволяє адекватно описувати поширення азоту при підвищених температурах у зростаючій плівці та шарах підкладинки, які стикаються з нею. Встановлено хоро- шу відповідність між отриманими експерименталь- ними результатами і даними розрахунків. 18. Nikiforov V., Pavlenko V., Slabospitsky R., Khirnov I., Simulation of sputtering the multicomponent solids under ion bombardment. Preprint M. TsNIIatomin- form. 1988; P.11. 19. Eckstein W. Computer Simulation of Ion-Solid Interaction //Springer-Verlag, Berlin, New York, London, 1991, P. 296. 20. Бартеньев О.В. Математическая библиотека IMSL, часть третья. – М.: “Диалог-МИФИ”, 2001. – 368 c. INVESTIGATION OF NITROGEN DISTRIBUTION IN SAMPLES OBTAINED BY ION-INDUCED DEPOSITION OF CR FILM ON ALUMINUM UNDER NITROGEN IONS BOMBARDMENT . A.V. Goncharov, A.G. Guglya, I.G. Marchenko, I.M. Neklyudov The object of the proposed paper is the development of me-thods of surface hardening of aluminum pieces produced by ion-induced deposition of Cr-N films. Authors inves-tigated nitrogen distribution in films and in aluminum substrate. Methods of secondary ion mass- spectrometry and of nuclear reaction were used for this purpose. The procedure of computer simulation was developed that describes adequately nitrogen penetration in a growing film and in substrate interfacing layer. Agreement of obtained experimental results and of computer simulation data was established. 21. Klein M.J. Diffusion Coefficient of Nitrogen in Chromium // J. Appl. Phys.– 1967. – Vol. 38, № 1. – P. 168 - 170. 22. Bendikov V.I., Guglya A.G., Marchenko I.G., Maly- khin D.G., Neklyudov I.M. Mechanisms of forming the Cr–N composite in the unsteady-state stage of ion beam-assisted deposition process//Vacuum. – 2003. – Vol. 70, № 2 - 3. – P. 331 - 337. А.В. ГОНЧАРОВ, А.Г. ГУГЛЯ , И.Г. МАРЧЕНКО, И.М. НЕКЛЮДОВ
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-98446
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 1999-8074
language Russian
last_indexed 2025-12-07T17:22:06Z
publishDate 2003
publisher Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
record_format dspace
spelling Гончаров, А.В.
Гугля, А.Г.
Марченко, И.Г.
Неклюдов, И.М.
2016-04-14T17:10:12Z
2016-04-14T17:10:12Z
2003
Исследование распределения азота в образцах, полученных ионно-стимулированным осаждением пленок Cr на алюминий при бомбардировке ионами азота / А.В. Гончаров, А.Г. Гугля, И.Г. Марченко, И.М. Неклюдов // Физическая инженерия поверхности. — 2003. — Т. 1, № 3-4. — С. 294–299. — Бібліогр.: 22 назв. — рос.
1999-8074
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98446
539.216: 549.02: 549.091.7
Работа посвящена разработке методов поверхностного упрочнения изделий из алюминиевых сплавов
 методом ионно-стимулированного осаждения пленок Cr-N. Авторами исследовано распределение азота
 в пленках и в алюминиевой подложке. Для исследования привлекались методы вторичной ионной масс
 спектрометрии, ядерных реакций. Была разработана компьютерная модель, позволяющая адекватно
 описывать распространение азота при повышенных температурах в растущей пленке и сопрягающих
 слоях подложки. Установлено хорошее соответствие между полученными экспериментальными резуль
 татами и данными расчетов
Робота присвячена розробці методів поверхневого
 зміцнення виробів з алюмінієвих сплавів методом іон
 но-стимульованого осадження плівок Cr-N. Авторами
 досліджений розподіл азоту в плівках та в алюмінієвій
 підкладинці. Для дослідження використовувалися
 методи вторинної іонної мас-спектрометрії, ядерних
 реакцій. Була розроблена комп’ютерна модель, що
 дозволяє адекватно описувати поширення азоту при
 підвищених температурах у зростаючій плівці та шарах
 підкладинки, які стикаються з нею. Встановлено хоро
 шу відповідність між отриманими експерименталь
 ними результатами і даними розрахунків.
The object of the proposed paper is the development of
 me-thods of surface hardening of aluminum pieces
 produced by ion-induced deposition of Cr-N films.
 Authors inves-tigated nitrogen distribution in films and
 in aluminum substrate. Methods of secondary ion massspectrometry
 and of nuclear reaction were used for this
 purpose. The procedure of computer simulation was
 developed that describes adequately nitrogen penetration
 in a growing film and in substrate interfacing layer.
 Agreement of obtained experimental results and of
 computer simulation data was established.
Авторы выражают благодарность Научно-технологическому центру в Украине (STCU), который оказал финансовую поддержку данных исследований (грант № 2050)
ru
Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
Физическая инженерия поверхности
Исследование распределения азота в образцах, полученных ионно-стимулированным осаждением пленок Cr на алюминий при бомбардировке ионами азота
Дослідження розподілу азоту в зразках, отриманих іонно-стимульованим осадженням плівок Cr на алюміній при бомбардуванні іонами азоту
Investigation of nitrogen distribution study in samples of ion-assisted deposition Cr films on aluminum by bombarding nitrogen ions
Article
published earlier
spellingShingle Исследование распределения азота в образцах, полученных ионно-стимулированным осаждением пленок Cr на алюминий при бомбардировке ионами азота
Гончаров, А.В.
Гугля, А.Г.
Марченко, И.Г.
Неклюдов, И.М.
title Исследование распределения азота в образцах, полученных ионно-стимулированным осаждением пленок Cr на алюминий при бомбардировке ионами азота
title_alt Дослідження розподілу азоту в зразках, отриманих іонно-стимульованим осадженням плівок Cr на алюміній при бомбардуванні іонами азоту
Investigation of nitrogen distribution study in samples of ion-assisted deposition Cr films on aluminum by bombarding nitrogen ions
title_full Исследование распределения азота в образцах, полученных ионно-стимулированным осаждением пленок Cr на алюминий при бомбардировке ионами азота
title_fullStr Исследование распределения азота в образцах, полученных ионно-стимулированным осаждением пленок Cr на алюминий при бомбардировке ионами азота
title_full_unstemmed Исследование распределения азота в образцах, полученных ионно-стимулированным осаждением пленок Cr на алюминий при бомбардировке ионами азота
title_short Исследование распределения азота в образцах, полученных ионно-стимулированным осаждением пленок Cr на алюминий при бомбардировке ионами азота
title_sort исследование распределения азота в образцах, полученных ионно-стимулированным осаждением пленок cr на алюминий при бомбардировке ионами азота
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98446
work_keys_str_mv AT gončarovav issledovanieraspredeleniâazotavobrazcahpolučennyhionnostimulirovannymosaždeniemplenokcrnaalûminiipribombardirovkeionamiazota
AT guglâag issledovanieraspredeleniâazotavobrazcahpolučennyhionnostimulirovannymosaždeniemplenokcrnaalûminiipribombardirovkeionamiazota
AT marčenkoig issledovanieraspredeleniâazotavobrazcahpolučennyhionnostimulirovannymosaždeniemplenokcrnaalûminiipribombardirovkeionamiazota
AT neklûdovim issledovanieraspredeleniâazotavobrazcahpolučennyhionnostimulirovannymosaždeniemplenokcrnaalûminiipribombardirovkeionamiazota
AT gončarovav doslídžennârozpodíluazotuvzrazkahotrimanihíonnostimulʹovanimosadžennâmplívokcrnaalûmíníipribombarduvannííonamiazotu
AT guglâag doslídžennârozpodíluazotuvzrazkahotrimanihíonnostimulʹovanimosadžennâmplívokcrnaalûmíníipribombarduvannííonamiazotu
AT marčenkoig doslídžennârozpodíluazotuvzrazkahotrimanihíonnostimulʹovanimosadžennâmplívokcrnaalûmíníipribombarduvannííonamiazotu
AT neklûdovim doslídžennârozpodíluazotuvzrazkahotrimanihíonnostimulʹovanimosadžennâmplívokcrnaalûmíníipribombarduvannííonamiazotu
AT gončarovav investigationofnitrogendistributionstudyinsamplesofionassisteddepositioncrfilmsonaluminumbybombardingnitrogenions
AT guglâag investigationofnitrogendistributionstudyinsamplesofionassisteddepositioncrfilmsonaluminumbybombardingnitrogenions
AT marčenkoig investigationofnitrogendistributionstudyinsamplesofionassisteddepositioncrfilmsonaluminumbybombardingnitrogenions
AT neklûdovim investigationofnitrogendistributionstudyinsamplesofionassisteddepositioncrfilmsonaluminumbybombardingnitrogenions

Ähnliche Einträge