Регулировка состава Ti-Al-N покрытий, осаждаемых с применением двухканального вакуумно дугового источника фильтрованной плазмы

Исследована возможность регулировки состава Ti-Al-N покрытий получаемых вакуумно-дуговым методом путём смешения потоков плазмы от генераторов с титановым и алюминиевым катодом. Фильтрация потоков осуществлялась с помощью общего для обоих генераторов Т-образного двухканального фильтра Установлено,...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Физическая инженерия поверхности
Date:	2010
Main Authors:	Аксёнов, Д.С., Аксёнов, И.И., Лучанинов, А.А., Решетняк, Е.Н., Стрельницкий, В.Е.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України 2010
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98909
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Регулировка состава Ti-Al-N покрытий, осаждаемых с применением двухканального вакуумно дугового источника фильтрованной плазмы / Д.С. Аксёнов, И.И. Аксёнов, А.А. Лучанинов, Е.Н. Решетняк, В.Е. Стрельницкий // Физическая инженерия поверхности. — 2010. — Т. 8, № 4. — С. 307–313. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859770767404695552
author	Аксёнов, Д.С. Аксёнов, И.И. Лучанинов, А.А. Решетняк, Е.Н. Стрельницкий, В.Е.
author_facet	Аксёнов, Д.С. Аксёнов, И.И. Лучанинов, А.А. Решетняк, Е.Н. Стрельницкий, В.Е.
citation_txt	Регулировка состава Ti-Al-N покрытий, осаждаемых с применением двухканального вакуумно дугового источника фильтрованной плазмы / Д.С. Аксёнов, И.И. Аксёнов, А.А. Лучанинов, Е.Н. Решетняк, В.Е. Стрельницкий // Физическая инженерия поверхности. — 2010. — Т. 8, № 4. — С. 307–313. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Физическая инженерия поверхности
description	Исследована возможность регулировки состава Ti-Al-N покрытий получаемых вакуумно-дуговым методом путём смешения потоков плазмы от генераторов с титановым и алюминиевым катодом. Фильтрация потоков осуществлялась с помощью общего для обоих генераторов Т-образного двухканального фильтра Установлено, что изменения содержания алюминия и титана в покрытии можно достичь путём регулировки соотношения разрядных токов в генераторах плазмы. Увеличение диапазона регулировки состава покрытия достигается путём подбора интенсивности магнитных полей в анодных секциях генераторов плазмы. Полученные покрытия однородны по составу на подложке диаметром 180 мм. Определены условия, позволяющие регулировать концентрацию алюминия в пределах от ∼14 вес.% до ∼60 вес.%. Досліджено можливість регулювання составу Ti-Al-N покриттів, які отримано вакуумно-дуговим методом шляхом змішування потоків плазми від генераторів із титановим та алюмінієвим катодом. Фільтрація потоків здійснювалась за допомогою спільного для обох генераторів T подібного двоканального фільтру. Встановлено, що зміни вмісту алюмінію та титану в покритті можливо досягти шляхом регулювання співвідношення розрядних струмів генераторів плазми. Збільшення діапазону регулювання составу покриття досягається шляхом підбору інтенсивності магнітних полів в анодних секціях генераторів плазми. Отримані покриття однорідніза складом на підкладці діаметром 180 мм. Визначено умови, які дозволяють регулювати концентрацію алюмінію у межах від ∼14 ваг.% до ∼60 ваг.%. Ability of Ti Al N films composition adjustment, deposited using vacuum arc technique by mixing of plasma streams from plasma sources equipped with titanium and aluminum cathodes was investigated. Plasma filtering was performed by common to both plasma sources T-shaped two-channel filter. It has been found that film composition can be varied by changing arc currents in plasma sources. Adjustment range can be expanded by changing magnetic field intensity in anode sections of plasma sources. Obtained films have uniform composition on 180 mm diameter surface. Conditions for composition adjustment range from ∼14 wt.% to ∼60 wt.% were found.
first_indexed	2025-12-02T06:39:59Z
format	Article
fulltext	307 ВВЕДЕНИЕ Композитные покрытия на основе нитридов двух или более элементов отличаются от од- нокомпонентных повышенными твёрдостью, износостойкостью, а также более высокой термической стабильностью и стойкостью к окислению. Такие покрытия используются в основном для защиты и продления срока службы режущего инструмента, работающего в агрессивных средах и/или, в тех случаях, когда применение смазывающих и охлажда- ющих жидкостей недопустимы. Применение композитных покрытий в любом случае поз- воляет снизить расход или полностью исклю- чить применение этих жидкостей, что су- щественно снижает стоимость конечной про- дукции. Покрытия рассматриваемого типа могут быть получены вакуумно-дуговым методом, с использованием катодов из материала УДК 621.793 РЕГУЛИРОВКА СОСТАВА Ti-Al-N ПОКРЫТИЙ, ОСАЖДАЕМЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ДВУХКАНАЛЬНОГО ВАКУУМНО ДУГОВОГО ИСТОЧНИКА ФИЛЬТРОВАННОЙ ПЛАЗМЫ Д.С. Аксёнов, И.И. Аксёнов, А.А. Лучанинов, Е.Н. Решетняк, В.Е. Стрельницкий Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”, Украина Поступила в редакцию 07.12.2010 Исследована возможность регулировки состава Ti-Al-N покрытий получаемых вакуумно- дуговым методом путём смешения потоков плазмы от генераторов с титановым и алюминиевым катодом. Фильтрация потоков осуществлялась с помощью общего для обоих генераторов Т-образного двухканального фильтра Установлено, что изменения содержания алюминия и титана в покрытии можно достичь путём регулировки соотношения разрядных токов в генераторах плазмы. Увеличение диапазона регулировки состава покрытия достигается путём подбора интенсивности магнитных полей в анодных секциях генераторов плазмы. Полученные покрытия однородны по составу на подложке диаметром 180 мм. Определены условия, поз- воляющие регулировать концентрацию алюминия в пределах от ∼ 14 вес.% до ∼ 60 вес.%. Ключевые слова: Ti-Al-N, двухканальный T образный фильтр, регулировка состава, однородность покрытия, смешивание плазменных потоков. Досліджено можливість регулювання составу Ti-Al-N покриттів, які отримано вакуумно- дуговим методом шляхом змішування потоків плазми від генераторів із титановим та алюмі- нієвим катодом. Фільтрація потоків здійснювалась за допомогою спільного для обох генера- торів T подібного двоканального фільтру. Встановлено, що зміни вмісту алюмінію та титану в покритті можливо досягти шляхом регулювання співвідношення розрядних струмів генерато- рів плазми. Збільшення діапазону регулювання составу покриття досягається шляхом підбору інтенсивності магнітних полів в анодних секціях генераторів плазми. Отримані покриття одно- рідні за складом на підкладці діаметром 180 мм. Визначено умови, які дозволяють регулювати концентрацію алюмінію у межах від ∼ 14 ваг.% до ∼ 60 ваг.%. Ключові слова: Ti-Al-N, двоканальний T подібний фільтр, регулювання составу, однорідність покриття, змішування потоків плазми. Ability of Ti Al N films composition adjustment, deposited using vacuum arc technique by mixing of plasma streams from plasma sources equipped with titanium and aluminum cathodes was investigated. Plasma filtering was performed by common to both plasma sources T-shaped two-channel filter. It has been found that film composition can be varied by changing arc currents in plasma sources. Adjustment range can be expanded by changing magnetic field intensity in anode sections of plasma sources. Obtained films have uniform composition on 180 mm diameter surface. Conditions for composition adjustment range from ∼ 14 wt.% to ∼ 60 wt.% were found. Keywords: Ti-Al-N, two-channel T-shaped filter, composition adjustment, film uniformity, plasma streams mixing.  Д.С. Аксёнов, И.И. Аксёнов, А.А. Лучанинов, Е.Н. Решетняк, В.Е. Стрельницкий, 2010 ФІП ФИП PSE, 2010, т. 8, № 4, vol. 8, No. 4308 заданного состава, соответствующего плани- руемому составу покрытия. Однако изготов- ление подобных катодов является сложным, дорогостоящим, и зачастую – невозможным. Более того, отсутствие возможности регули- ровки соотношения компонентов катода сильно затрудняет оптимизацию и поиск но- вых составов покрытий в лабораторных ус- ловиях. Многокомпонентные покрытия можно по- лучать путём одновременного осаждения по- токов плазмы от нескольких источников с ка- тодами из различных (чистых) материалов. При этом используют системы, как с одно- канальным [1, 2], так и многоканальным плазмоводами [3, 4]. Источники плазмы од- ноканальных систем имеют один общий анод и плазмовод, а катоды находятся в непо- средственной близости друг от друга [1, 2]. Плазменные потоки от каждого из катодов в таких системах транспортируются в общем продольном магнитном поле и практически не смешиваются, вследствие чего получае- мые покрытия характеризуются сильной неоднородностью состава по поверхности об- рабатываемого объекта (подложки). В много- канальных системах плазменные потоки от катодов транспортируются отдельно друг от друга до общей выходной секции плазмовода. Здесь потоки плазмы транспортируются каж- дый “своим” пучком магнитных силовых ли- ний параллельно друг другу практически не смешиваясь, как и в случае одноканальных систем, и имеют тот же главный недостаток – получаемые покрытия существенно неодно- родны по составу. Таким образом, без исполь- зования дополнительных смесительных уст- ройств (гомогенизаторов) достичь желаемой однородности не представляется возможным. Описанные в литературе смесители мало ис- следованы; они либо недостаточно эффектив- но смешивают потоки плазмы [3], либо име- ют материалоёмкую и сложную в изготовле- нии конструкцию [5, 6]. В предыдущей работе [7] нами показана возможность получения Ti Al N покрытий путем смешивания двух потоков плазмы. По- лученные покрытия характеризуются одно- родным составом и толщиной на поверхно- сти диаметром 180 мм, содержание алюми- ния в этих покрытиях составляет 40 вес.%. Для получения покрытий использовался двухканальный T-образный плазменный фильтр [8], магнитная система которого по- зволяет смешивать разноимённые потоки плазмы без дополнительного усложнения конструкции системы. Целью данной работы является исследование возможностей этой системы в отношении регулировки состава получаемых покрытий при условии их одно- родности по составу и толщине на поверх- ности диаметром 180 мм. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА Исследуемый двухканальный источник схе- матически показан на рис. 1. Он состоит из двух генераторов плазмы 1 и 2, которые со- держат соответственно катоды С1 и С2, ано- ды A1 и A2, стабилизирующие S1 и S2 и анод- ные (фокусирующие) F11, F12 и F21, F22 ка- тушки. Генераторы расположены на одной оси друг с другом и пристыкованы к вход- ным секциям P1 и P2 T образного плазмово- да 3. Выходная секция P3 плазмовода 3 рас- положена между входными секциями. Ось входных секций и ось выходной секции об- разуют между собой прямой угол. На входных секциях плазмовода расположены отклоняю- щие катушки D1 и D2, а на выходной секции – выходные катушки L1 и L2. Своим выход- ным торцом плазмовод пристыкован к ваку- умной камере установки “Булат 6” (не пока- зана). Цифра 4 указывает расположение под- ложкодержателя, удалённого на расстояние z от выходного торца плазмовода. Более де- тально устройство описано ранее [8]. Катод C1 изготовлен из алюминия, катод C2 – из титана. Покрытия наносились на полирован- ные пластины из молибдена размером (20×17×1) мм. В каждом эксперименте ис- пользовалось девять таких пластин, которые располагались в один ряд (вдоль x на рис. 1) с шагом 20 мм. Расстояние между подложко- держателем и выходом системы z составляло 25 мм и 100 мм. Перед осаждением покрытия рабочая камера предварительно откачивалась до остаточного давления 2⋅10–5 Торр. Покры- тия осаждались в атмосфере азота, давление которого в рабочей камере составляло 3 мТорр. Токи в стабилизирующих, фокуси- рующих F11 и F21, отклоняющих и выходных РЕГУЛИРОВКА СОСТАВА Ti-Al-N ПОКРЫТИЙ, ОСАЖДАЕМЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ДВУХКАНАЛЬНОГО ВАКУУМНО ДУГОВОГО ЧНИКА .. 309 катушках не изменялись и составляли соот- ветственно IS1 = IS2 = 1,5 A, IF11 = IF21 = –0,4 A, ID1 = ID2 = 2 A, IL1 = 4 A, IL2 = –3 А. Здесь и да- лее токи в катушках, создающие магнитные поля, направление которых соответствует стрелкам на рис. 1, условно будем считать по- ложительными, а токи, создающие поля обра- ратного направления – отрицательными. Для изменения состава покрытий изменялось соотношение разрядных токов в диапазоне IAl/ITi от 0,75 до 2,14. Величина и полярность токов в анодных катушках F12 и F22 изменя- лась в диапазоне от –1 А до +0,5 А. Диапазон изменения разрядного тока для алюминиево- го катода IAl составлял (75 – 150) А, для тита- нового – ITi регулировали в пределах (70 – 100) А. Подложка в процессе осаждения по- крытий находилась под плавающем потен- циалом. Концентрация алюминия и титана в по- крытиях (без учёта азота) определялась ме- тодом рентгенофлуоресцентного анализа на спектрометре СПРУТ. Толщина покрытия из- мерялась с помощью оптического интерферо- метра МИИ 4. Для каждого из девяти образ- цов производилось восемь замеров толщины: четыре в верхней части образца и четыре в нижней. Данные по восьми замерам усред- нялись. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Влияние соотношения разрядных токов ка- тодов на радиальное (вдоль x) распределение толщины и состава осаждаемого покрытия продемонстрировано на рис. 2. Как можно ви- деть из рис. 2а, изменение соотношения раз- рядных токов от 0,75 до 1,71 не обеспечивает значительного изменения состава Ti-Al-N по- крытия: среднее содержание алюминия в по- крытии может регулироваться в пределах от 30 до 49 вес.%. Для расширения возможного диапазона регулировки состава покрытий не- обходимо существенное расширение преде- лов регулировки разрядных токов, что может оказаться неприемлемым из-за ограничений, связанных со стабильностью горения раз- ряда. С ростом отношения IAl/ITi неоднород- ность распределения скорости осаждения конденсата вдоль x усиливается, что можно объяснить за счёт различия коэффициентов эрозии материалов катодов (алюминия и ти- тана) [9]. В пользу такого предположения свидетельствует также тот факт, что с увели- чением суммарного разрядного тока интег- ральная скорость осаждения конденсата сни- жается: приведенным на рис. 2б кривым для IAl/ITi равных 0,75, 1 и 1,71 соответствуют сум- марные токи разрядов равные 210, 200 и 190 А. Как было отмечено выше, плазменные по- токи в продольном магнитном поле выходной секции плазмовода движутся, практически не Рис. 1. Схема источника вакуумно-дуговой плазмы с Т-образным фильтром. а) б) Рис. 2. Распределение концентрации алюминия – а) и скорости осаждения – б) по подложке при разных со- отношениях разрядных токов. z = 25 мм IF12 = IF22 = 0,5 A. Д.С. АКСЁНОВ, И.И. АКСЁНОВ, А.А. ЛУЧАНИНОВ, Е.Н. РЕШЕТНЯК, В.Е. СТРЕЛЬНИЦКИЙ ФІП ФИП PSE, 2010, т. 8, № 4, vol. 8, No. 4 ФІП ФИП PSE, 2010, т. 8, № 4, vol. 8, No. 4310 смешиваясь. Процесс перемешивания вслед- ствие взаимной диффузии происходит по ме- ре прохождения области поля, ослабленного действием встречно включенной катушки L2, и далее, по мере прохождения в сторону камеры, где поле практически отсутствует (рис. 3). При разбалансе разрядных токов в генераторах плазмы (IAl/ITi ≠ 1) максимум плотности результирующего плазменного по- тока смещается в сторону того плеча, в ко- тором разрядный ток больше, что видно по кривым на рис. 2, где измерения проводились непосредственно у выходного торца фильтра (z = 25 мм) и полного смешения потоков ещё не произошло. Для увеличения диапазона регулировки концентрации компонентов покрытия необ- ходимо дополнительное воздействие на ин- тенсивность потоков плазмы, эмитируемой каждым из катодов или транспортируемой от них до выхода системы. Можно предполо- жить, что разбалансировка симметрии маг- нитных полей относительно выходной оси системы существенно скажется на транспор- тирующих свойствах системы. То есть изме- нение интенсивности магнитного поля внут- ри анодной области одного из каналов су- щественно изменит условия транспортиров- ки соответствующего компонента покрытия, тем самым, изменяя интенсивность потока плазмы материала этого катода, которое по- кинет входную секцию плазмовода и дойдёт до его выхода. Действительно, ослабление магнитного поля в анодной секции наряду с необходимым изменением соотношения раз- рядных токов вызывает снижение интенсив- ности соответствующего плазменного пото- ка, что подтверждается зависимостями, при- веденными на рис. 4а. Таким образом, разба- лансировка симметрии магнитных полей рас- ширяет диапазон регулировки состава покры- тия. В нашем случае регулировка содержания алюминия становится возможной в пределах от 12,5 до 67 вес.% при изменении соотноше- ния разрядных токов от 0,75 до 2,14 и одно- временном изменении токов фокусирующих катушек: для получения минимального содер- жания алюминия изменяли ток в катушке F12 (–1 А вместо 0,5 А), а для получения макси- мального значения – изменяли ток в катушке F22 (также –1 А вместо 0,5 А). Такой подход снижает требования к источникам питания разряда: при ослаблении магнитного поля в анодной области сопротивление разрядного промежутка уменьшается, следовательно – уменьшается также мощность источника, не- обходимая для поддержания дугового раз- ряда. Более того, с уменьшением мощности, рассеиваемой в разряде, уменьшается и теп- ловая нагрузка на анод с ослабленным маг- нитным полем, что снижает требования к сис- теме охлаждения. Следует отметить, что рассмотренный приём расширения диапазона регулировки состава покрытий вызывает нежелательный а) б) в) Рис. 3. Распределение магнитного поля на выходе сис- темы – а), радиальные распределения индукции маг- нитного поля на разном расстоянии от выхода сис- темы – б) и изменение индукции магнитного поля на выходной оси плазмовода – в). IF12 = IF22 = 0,5 A. РЕГУЛИРОВКА СОСТАВА Ti-Al-N ПОКРЫТИЙ, ОСАЖДАЕМЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ДВУХКАНАЛЬНОГО ВАКУУМНО ДУГОВОГО ЧНИКА .. 311 эффект, выражающийся в значительном ухуд- шении однородности толщины осаждаемых покрытий (рис. 4б). С ростом концентрации алюминия в покрытии на кривой распределе- ния скорости осаждения появляется макси- мум, сдвинутый в сторону плеча с алюминие- вым катодом, снижение его концентрации – наоборот, приводит к появлению максимума, смещённого в сторону титанового плеча. Это связано с тем, что изменение соотношения разрядных токов приводит к смещению максимума плотности результирующего плазменного потока в сторону того плеча, в котором разрядный ток больше (рис. 2б и 4б). Если предположить, что удельная эрозия материалов катодов (алюминия и титана) рав- ны, то изменение суммарного разрядного тока должно приводить к пропорциональному из- менению интегральной скорости осаждения покрытия. Однако изменение суммарного то- ка на +5% и –5% приводит к изменению ин- тегральной скорости соответственно на –17% и +7,5% (рис. 2б), а изменение тока на +10% и –12,5% – к изменению интегральной ско- рости на +120% и –40% (рис. 4б) соответст- венно. При этом рост соотношения разряд- ных токов сопровождается повышением ин- тегральной скорости осаждения, а увеличе- ние суммарного разрядного тока – может со- провождаться как её снижением (рис. 2б), так и увеличением (рис. 4б) (см. выше). То есть интегральная скорость зависит как от суммы разрядных токов, так и от их соотношения. А это означает, что алюминий и титан имеют разный коэффициент эрозии, что согласуется с имеющимися данными на этот счёт (см., на- пример, работу А. Андерса и др. [9]). Однако, наблюдавшаяся в наших экспериментах силь- ная зависимость скорости осаждения конден- сата от суммарного разрядного тока вряд ли может быть следствием той сравнительно не- большой разницы величин коэффициентов эрозии алюминия и титана, которые приве- дены в литературе. Для установления механи- змов, лежащих в основе приведенного “про- тиворечия” потребуются дальнейшие иссле- дования. Увеличение разрядного тока в одном из плеч системы и суммарного разрядного тока системы в целом ведёт к росту плотности плазменного потока в этом плече и на выходе фильтра. Для гомогенизации потока в таком случае требуется увеличение протяжённости (вдоль выходной оси системы) области про- странства с ослабленным магнитным полем (рис. 3). Этого можно достичь за счёт увели- чения расстояния между выходом плазмовода и областью осаждения (подложкой). С точки зрения практического применения исследуемой системы представляют интерес результаты, полученные при удалении под- ложкодержателя относительно выхода сис- темы на расстояние большее, чем z = 25 мм. Данные измерений, приведенные на рис. 5, как и результаты более ранних исследова- ний [7], показывают, что с увеличением z од- нородность получаемых покрытий сущест- венно повышается как по концентрации, так и по толщине. Необходимо отметить однако, что с увеличением однородности получаемых покрытий снижается скорость их осаждения. Причины такого явления были рассмотрены в работе [7]. Из рис. 5а видно, что диапазон регулировки содержания алюминия в по- крытии при увеличении расстояния z с 25 до 100 мм сужается и находится в пределах от 14,1 вес.% до 60,1 вес.%. а) б) Рис. 4. Распределение концентрации алюминия – а) и скорости осаждения – б) по подложке при разных со- отношениях разрядных токов, и разных соотношениях токов в анодных катушках IF12 и IF22. Д.С. АКСЁНОВ, И.И. АКСЁНОВ, А.А. ЛУЧАНИНОВ, Е.Н. РЕШЕТНЯК, В.Е. СТРЕЛЬНИЦКИЙ ФІП ФИП PSE, 2010, т. 8, № 4, vol. 8, No. 4 ФІП ФИП PSE, 2010, т. 8, № 4, vol. 8, No. 4312 Такое сужение диапазона регулировки можно объяснить следующим образом. Ра- диальное распределение Al и Ti компонентов плазмы не является идеально однородным: периферийная часть потока со стороны плеча с Al катодом содержит больше Al компонента и наоборот. В практически отсутствующем магнитном поле, внутри камеры, плазма рас- сеивается, и периферийная часть потока не попадает на подложку. Если плазменный по- ток не смещён относительно выходной оси, то потери его периферийных частей равны (при условии, что поток симметричен относи- тельно оси). При смещении плазмы от оси системы в сторону плеча с Al катодом, размер теряемой периферийной части потока со стороны плеча с Al катодом увеличивается, а со стороны плеча с Ti катодом – уменьшается. Как следствие, уменьшается количество Al компонента попадающего на подложку. Сме- щение плазменного потока в сторону плеча с Ti катодом, по аналогичным причинам, вызы- вает противоположный эффект – количество Al компонента попадающего на подложку увеличивается. ВЫВОДЫ Исследована возможность осаждения Ti Al N покрытий путём одновременной конденса- ции потоков титановой и алюминиевой плазм от двух вакуумно-дуговых источников с при- менением Т-образного двухканального филь- тра. Показано, что регулировка содержания Ti и Al в покрытии традиционным способом – изменением соотношения разрядных токов генераторов плазмы в каждом из каналов фильтра – возможна в сравнительно узких пределах концентрации алюминия: примерно от 30 до 50 вес.%. Граничные значения этого диапазона определяются пределами регули- ровки токов дуги в генераторах плазмы: в на- ших условиях это (75 – 150) А для генератора с Al катодом и (70 – 100) А – с Ti катодом. Диапазон регулировки содержания компо- нентов в покрытии может быть значительно расширен изменением интенсивности и стру- ктуры магнитных полей в анодной области генераторов плазмы. Применение такого ме- тода в условиях наших экспериментов дало возможность регулирования концентрации алюминия в пределах от ~14 вес.% до ~60 вес.% при отклонении измеряемых зна- чений концентрации от среднего значения около ±3 вес.% на подложке диаметром 180 мм. ЛИТЕРАТУРА 1. Ben Ami R., Zhitomirsky V.N., Boxman R.L., Goldsmith S. Plasma distribution in a triple-ca- thode vacuum arc deposition apparatus//Plasma Sour. Sci. Technol.– 1999.– Vol. 8.– P. 355-362. 2. Anders A., Pasaja N., Sansongsiri S. Filtered ca- thodic arc deposition with ion-species-selective bias//Rev. Sci. Instrum. – 2007. – Vol.78. – P. 063901-5. 3. Mashiki T., Hikosaka H., Tanoue H., Takika- wa H. et. al. TiAlN film preparation by Y shape filtered-arc-deposition system//Thin Solid Films. – 2008. – Vol. 516. – P. 6650-6654. 4. Dai H., Shen Y., Wang J., Xu M. Fabrication for multilayered composite thin films by dual-chan- nel vacuum arc deposition//Rev. Sci. Instrum. – 2008. – Vol.79. – P. 065104-5. 5. Anders S., Raoux S., Krishnan K., MacGill R.A., Brown I.G. Plasma distribution of cathodic arc deposition systems//J. Appl. Phys. – 1996. Vol.79 (9). – P. 6785-6790. а) б) Рис. 5. Распределение концентрации алюминия – а) и скорости осаждения – б) по подложке при разных со- отношениях разрядных токов, и разных соотношениях токов в анодных катушках IF12 и IF22. РЕГУЛИРОВКА СОСТАВА Ti-Al-N ПОКРЫТИЙ, ОСАЖДАЕМЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ДВУХКАНАЛЬНОГО ВАКУУМНО ДУГОВОГО ЧНИКА .. 313 6. Bilek M.M.M., Anders A., Brown I.G. Magnetic system for producing uniform coatings using a filtered cathodic arc//Plasma Sources Sci. Tech- nol. – 2001. –Vol. 10. – P. 606-613. 7. Aksyonov D.S., Aksenov I.I., Luchaninov A.A., Reshetnyak E.N., Strelґnitskij V.E. Deposition of Ti-Al-N Coatings Using Two Channel T-Shaped Magnetic Filter//Proc. of XXIVth ISDEIV, Bra- unschweig, Germany. – 2010. Д.С. АКСЁНОВ, И.И. АКСЁНОВ, А.А. ЛУЧАНИНОВ, Е.Н. РЕШЕТНЯК, В.Е. СТРЕЛЬНИЦКИЙ 8. Aksenov I., Aksyonov D., Vasilyev V., Lucha- ninov A., Reshetnyak E., Strel’nits-kij V. Two Cathode Filtered Vacuum Arc Plasma Source// IEEE Trans. Plasma Sci. – 2009. – Vol. 37, iss. 8. – P. 1511-1516. 9. Anders A.. Cathodic Arcs: From Fractal Spots to Energetic Condensation. – New York, Springer, 2008. – 542 p. ФІП ФИП PSE, 2010, т. 8, № 4, vol. 8, No. 4
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-98909
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1999-8074
language	Russian
last_indexed	2025-12-02T06:39:59Z
publishDate	2010
publisher	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
record_format	dspace
spelling	Аксёнов, Д.С. Аксёнов, И.И. Лучанинов, А.А. Решетняк, Е.Н. Стрельницкий, В.Е. 2016-04-19T13:57:06Z 2016-04-19T13:57:06Z 2010 Регулировка состава Ti-Al-N покрытий, осаждаемых с применением двухканального вакуумно дугового источника фильтрованной плазмы / Д.С. Аксёнов, И.И. Аксёнов, А.А. Лучанинов, Е.Н. Решетняк, В.Е. Стрельницкий // Физическая инженерия поверхности. — 2010. — Т. 8, № 4. — С. 307–313. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1999-8074 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98909 621.793 Исследована возможность регулировки состава Ti-Al-N покрытий получаемых вакуумно-дуговым методом путём смешения потоков плазмы от генераторов с титановым и алюминиевым катодом. Фильтрация потоков осуществлялась с помощью общего для обоих генераторов Т-образного двухканального фильтра Установлено, что изменения содержания алюминия и титана в покрытии можно достичь путём регулировки соотношения разрядных токов в генераторах плазмы. Увеличение диапазона регулировки состава покрытия достигается путём подбора интенсивности магнитных полей в анодных секциях генераторов плазмы. Полученные покрытия однородны по составу на подложке диаметром 180 мм. Определены условия, позволяющие регулировать концентрацию алюминия в пределах от ∼14 вес.% до ∼60 вес.%. Досліджено можливість регулювання составу Ti-Al-N покриттів, які отримано вакуумно-дуговим методом шляхом змішування потоків плазми від генераторів із титановим та алюмінієвим катодом. Фільтрація потоків здійснювалась за допомогою спільного для обох генераторів T подібного двоканального фільтру. Встановлено, що зміни вмісту алюмінію та титану в покритті можливо досягти шляхом регулювання співвідношення розрядних струмів генераторів плазми. Збільшення діапазону регулювання составу покриття досягається шляхом підбору інтенсивності магнітних полів в анодних секціях генераторів плазми. Отримані покриття однорідніза складом на підкладці діаметром 180 мм. Визначено умови, які дозволяють регулювати концентрацію алюмінію у межах від ∼14 ваг.% до ∼60 ваг.%. Ability of Ti Al N films composition adjustment, deposited using vacuum arc technique by mixing of plasma streams from plasma sources equipped with titanium and aluminum cathodes was investigated. Plasma filtering was performed by common to both plasma sources T-shaped two-channel filter. It has been found that film composition can be varied by changing arc currents in plasma sources. Adjustment range can be expanded by changing magnetic field intensity in anode sections of plasma sources. Obtained films have uniform composition on 180 mm diameter surface. Conditions for composition adjustment range from ∼14 wt.% to ∼60 wt.% were found. ru Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України Физическая инженерия поверхности Регулировка состава Ti-Al-N покрытий, осаждаемых с применением двухканального вакуумно дугового источника фильтрованной плазмы Article published earlier
spellingShingle	Регулировка состава Ti-Al-N покрытий, осаждаемых с применением двухканального вакуумно дугового источника фильтрованной плазмы Аксёнов, Д.С. Аксёнов, И.И. Лучанинов, А.А. Решетняк, Е.Н. Стрельницкий, В.Е.
title	Регулировка состава Ti-Al-N покрытий, осаждаемых с применением двухканального вакуумно дугового источника фильтрованной плазмы
title_full	Регулировка состава Ti-Al-N покрытий, осаждаемых с применением двухканального вакуумно дугового источника фильтрованной плазмы
title_fullStr	Регулировка состава Ti-Al-N покрытий, осаждаемых с применением двухканального вакуумно дугового источника фильтрованной плазмы
title_full_unstemmed	Регулировка состава Ti-Al-N покрытий, осаждаемых с применением двухканального вакуумно дугового источника фильтрованной плазмы
title_short	Регулировка состава Ti-Al-N покрытий, осаждаемых с применением двухканального вакуумно дугового источника фильтрованной плазмы
title_sort	регулировка состава ti-al-n покрытий, осаждаемых с применением двухканального вакуумно дугового источника фильтрованной плазмы
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98909
work_keys_str_mv	AT aksenovds regulirovkasostavatialnpokrytiiosaždaemyhsprimeneniemdvuhkanalʹnogovakuumnodugovogoistočnikafilʹtrovannoiplazmy AT aksenovii regulirovkasostavatialnpokrytiiosaždaemyhsprimeneniemdvuhkanalʹnogovakuumnodugovogoistočnikafilʹtrovannoiplazmy AT lučaninovaa regulirovkasostavatialnpokrytiiosaždaemyhsprimeneniemdvuhkanalʹnogovakuumnodugovogoistočnikafilʹtrovannoiplazmy AT rešetnâken regulirovkasostavatialnpokrytiiosaždaemyhsprimeneniemdvuhkanalʹnogovakuumnodugovogoistočnikafilʹtrovannoiplazmy AT strelʹnickiive regulirovkasostavatialnpokrytiiosaždaemyhsprimeneniemdvuhkanalʹnogovakuumnodugovogoistočnikafilʹtrovannoiplazmy

Регулировка состава Ti-Al-N покрытий, осаждаемых с применением двухканального вакуумно дугового источника фильтрованной плазмы

Institution

Similar Items