Силицидные покрытия на молибдене: получение, структура, свойства
В обзоре изложено современное состояние исследований структуры и свойств силицидных покрытий на молибдене. Приводятся характеристики способов формирования силицидных покрытий и физических свойств системы кремний-молибден. Изложены особенности диффузионного силицирования молибдена из порошковых сре...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физическая инженерия поверхности |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
2012
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98941 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Силицидные покрытия на молибдене: получение, структура, свойства / С.В. Литовченко, В.М. Береснев, А.А. Дробышевская, П.В. Турбин // Физическая инженерия поверхности. — 2012. — Т. 10, № 2. — С. 110–137. — Бібліогр.: 65 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-98941 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Литовченко, С.В. Береснев, В.М. Дробышевская, А.А. Турбин, П.В. 2016-04-19T15:22:49Z 2016-04-19T15:22:49Z 2012 Силицидные покрытия на молибдене: получение, структура, свойства / С.В. Литовченко, В.М. Береснев, А.А. Дробышевская, П.В. Турбин // Физическая инженерия поверхности. — 2012. — Т. 10, № 2. — С. 110–137. — Бібліогр.: 65 назв. — рос. 1999-8074 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98941 669.01.539: 669.691 В обзоре изложено современное состояние исследований структуры и свойств силицидных покрытий на молибдене. Приводятся характеристики способов формирования силицидных покрытий и физических свойств системы кремний-молибден. Изложены особенности диффузионного силицирования молибдена из порошковых сред. Приведены структурно-фазовые характеристики диффузионных силицидных покрытий на молибдене и освещены факторы, определяющие деградацию свойств силицидов и эволюцию фазового состояния при высоких температурах. В огляді викладений сучасний стан досліджень структури і властивостей силіцидних покриттів намолібдені. Приводяться характеристики способівформування силіцидних покриттів іфізичних властивостей системи кремній-молібден. Викладено особливості дифузійного силіціювання молібдену із порошкових середовищ. Наведено структурно-фазові характеристики дифузійних силіцидних покриттів на молібдені та висвітлені фактори, що визначають деградацію властивостей силіцидів і еволюцію фазового стану при високих температурах. In this review the current state of research into the structure and properties of silicide coatings on molybdenum is described. Characteristics of methods for forming silicide coatings and physical properties of silicon-molybdenum system are given. Features of the diffusion siliconizing of molybdenum from powder medium are presented. The structural and phase characteristics of diffusion silicide coatings on molybdenum are given and factors determining the degradation of the silicide properties and evolution of phase state at high temperatures are elucidated. ru Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України Физическая инженерия поверхности Силицидные покрытия на молибдене: получение, структура, свойства Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Силицидные покрытия на молибдене: получение, структура, свойства |
| spellingShingle |
Силицидные покрытия на молибдене: получение, структура, свойства Литовченко, С.В. Береснев, В.М. Дробышевская, А.А. Турбин, П.В. |
| title_short |
Силицидные покрытия на молибдене: получение, структура, свойства |
| title_full |
Силицидные покрытия на молибдене: получение, структура, свойства |
| title_fullStr |
Силицидные покрытия на молибдене: получение, структура, свойства |
| title_full_unstemmed |
Силицидные покрытия на молибдене: получение, структура, свойства |
| title_sort |
силицидные покрытия на молибдене: получение, структура, свойства |
| author |
Литовченко, С.В. Береснев, В.М. Дробышевская, А.А. Турбин, П.В. |
| author_facet |
Литовченко, С.В. Береснев, В.М. Дробышевская, А.А. Турбин, П.В. |
| publishDate |
2012 |
| language |
Russian |
| container_title |
Физическая инженерия поверхности |
| publisher |
Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України |
| format |
Article |
| description |
В обзоре изложено современное состояние исследований структуры и свойств силицидных
покрытий на молибдене. Приводятся характеристики способов формирования силицидных
покрытий и физических свойств системы кремний-молибден. Изложены особенности диффузионного силицирования молибдена из порошковых сред. Приведены структурно-фазовые характеристики диффузионных силицидных покрытий на молибдене и освещены факторы, определяющие деградацию свойств силицидов и эволюцию фазового состояния при высоких температурах.
В огляді викладений сучасний стан досліджень структури і властивостей силіцидних покриттів
намолібдені. Приводяться характеристики способівформування силіцидних покриттів іфізичних
властивостей системи кремній-молібден. Викладено особливості дифузійного силіціювання
молібдену із порошкових середовищ. Наведено структурно-фазові характеристики дифузійних
силіцидних покриттів на молібдені та висвітлені фактори, що визначають деградацію властивостей силіцидів і еволюцію фазового стану при високих температурах.
In this review the current state of research into the structure and properties of silicide coatings on
molybdenum is described. Characteristics of methods for forming silicide coatings and physical properties
of silicon-molybdenum system are given. Features of the diffusion siliconizing of molybdenum
from powder medium are presented. The structural and phase characteristics of diffusion silicide
coatings on molybdenum are given and factors determining the degradation of the silicide properties
and evolution of phase state at high temperatures are elucidated.
|
| issn |
1999-8074 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98941 |
| citation_txt |
Силицидные покрытия на молибдене: получение, структура, свойства / С.В. Литовченко, В.М. Береснев, А.А. Дробышевская, П.В. Турбин // Физическая инженерия поверхности. — 2012. — Т. 10, № 2. — С. 110–137. — Бібліогр.: 65 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT litovčenkosv silicidnyepokrytiânamolibdenepolučeniestrukturasvoistva AT beresnevvm silicidnyepokrytiânamolibdenepolučeniestrukturasvoistva AT drobyševskaâaa silicidnyepokrytiânamolibdenepolučeniestrukturasvoistva AT turbinpv silicidnyepokrytiânamolibdenepolučeniestrukturasvoistva |
| first_indexed |
2025-11-25T23:52:40Z |
| last_indexed |
2025-11-25T23:52:40Z |
| _version_ |
1850588659571490816 |
| fulltext |
110
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время силициды достаточно ши-
роко используются в различных сферах науки
и техники для реализации специальных тех-
нологических процессов или создания изде-
лий с особыми свойствами [1].
Наибольшее распространение сегодня по-
лучили дисилициды тугоплавких металлов,
в частности молибдена [2]. Материалы на их
основе составляют достойную конкуренцию
специальным сплавам, интерметаллидам, ке-
рамикам. Это обусловлено рядом преиму-
ществ силицидных материалов: высокой жа-
ростойкостью и термической стойкостью, сох-
ранением достаточных механических харак-
теристик в широком интервале температур,
более высокой проводимостью, совместимос-
тью операции получения силицидов с общей
технологией изготовления конечных изделий.
Сравнительно новым является использо-
вание силицидов в технологии изготовления
полупроводниковых приборов и интеграль-
ных схем. Наряду с широким применением
силицидов благородных металлов (Pt, Pd) си-
лициды тугоплавких металлов (MoSi2, TiSi2,
WSi2) также используются в качестве электро-
дов затворов и межсоединений в технологии
интегральных микросхем, содержащих тран-
зисторные элементы, построенные на пере-
ходах в системе металл-окисел-полупровод-
ник (МОП-транзисторы).
Пленки тугоплавких металлов недостаточ-
но устойчивы к высокотемпературной обра-
ботке в окисляющих средах, а также к воздей-
УДК 669.01.539: 669.691
СИЛИЦИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА МОЛИБДЕНЕ:
ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА
С.В. Литовченко1, В.М. Береснев1, А.А. Дробышевская2, П.В. Турбин3
1Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина
2Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт”
3Научный физико-технологический центр МОН МС и НАН Украины (Харьков)
Украина
Поступила в редакцию 05.06.2012
В обзоре изложено современное состояние исследований структуры и свойств силицидных
покрытий на молибдене. Приводятся характеристики способов формирования силицидных
покрытий и физических свойств системы кремний-молибден. Изложены особенности диффу-
зионного силицирования молибдена из порошковых сред. Приведены структурно-фазовые ха-
рактеристики диффузионных силицидных покрытий на молибдене и освещены факторы, опре-
деляющие деградацию свойств силицидов и эволюцию фазового состояния при высоких тем-
пературах.
Ключевые слова: кремний, молибден, покрытия, силициды, термическая стабильность, туго-
плавкие металлы.
В огляді викладений сучасний стан досліджень структури і властивостей силіцидних покриттів
на молібдені. Приводяться характеристики способів формування силіцидних покриттів і фізичних
властивостей системи кремній-молібден. Викладено особливості дифузійного силіціювання
молібдену із порошкових середовищ. Наведено структурно-фазові характеристики дифузійних
силіцидних покриттів на молібдені та висвітлені фактори, що визначають деградацію власти-
востей силіцидів і еволюцію фазового стану при високих температурах.
Ключові слова: кремній, молібден, покриття, силіциди, термічна стабільність, тугоплавкі
метали.
In this review the current state of research into the structure and properties of silicide coatings on
molybdenum is described. Characteristics of methods for forming silicide coatings and physical prop-
erties of silicon-molybdenum system are given. Features of the diffusion siliconizing of molybdenum
from powder medium are presented. The structural and phase characteristics of diffusion silicide
coatings on molybdenum are given and factors determining the degradation of the silicide properties
and evolution of phase state at high temperatures are elucidated.
Keywords: silicon, molybdenum, coatings, silicides, thermal stability, refractory metals.
С.В. Литовченко, В.М. Береснев, А.А. Дробышевская, П.В. Турбин, 2012
111ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
ствию химических реактивов, обычно при-
меняемых при изготовлении интегральных
схем.
Силициды тугоплавких металлов лишены
перечисленных недостатков и поэтому более
перспективны в технологии производства
интегральных схем. В последнее время си-
лициды заменяют поликристаллический
кремний при производстве МОП-схем, по-
скольку удельное сопротивление WSi2, MoSi2,
TiSi2 на порядок ниже величины удельного
сопротивления поликристаллического Si, и
силициды могут окисляться до образования
непрерывного изолирующего слоя SiO2.
Молибден традиционно считается доста-
точно неудобным материалом при изготов-
лении приборов. Это объясняется большим
различием коэффициентов термического рас-
ширения этого металла и кремния, что при-
водит к образованию микротрещин или от-
слаиванию. Тем не менее, дисилицид молиб-
дена широко используется в разработках за-
поминающих устройств и других элементов.
Высота барьера Шоттки между молибденом
и кремнием относительно низкая (~0,63 эВ),
а наиболее легкоплавкая эвтектика согласно
равновесной диаграмме состояния все же
достаточно высокотемпературная (1400 °C
между молибденом и дисилицидом, рис. 1),
именно поэтому дисилицид молибдена пред-
ставляет собой интерес в силовых приборах,
где имеют место высокие температуры.
Жаростойкость силицидных покрытий в
окислительных средах объясняется их спо-
собностью к пассивированию за счет форми-
рования поверхностной окисной пленки. Ка-
чество этой пленки – ее сплошность, плот-
ность, малый коэффициент диффузии кис-
лорода и способность к самозалечиванию –
определяют защитные свойства силицидных
покрытий [2, 3]. Существенное значение име-
ет также способ нанесения покрытия.
Подавляющее большинство работ, посвя-
щенных изучению функциональных покры-
тий на основе силицидов молибдена, посвя-
щены либо технологическим аспектам фор-
мирования и эксплуатации покрытий, либо
фундаментальным вопросам (термодинамике
и кинетике силицирования).
Сравнительно небольшое число публика-
ций освещает связь эксплуатационных воз-
можностей изделий с покрытиями и струк-
турно-фазовых характеристик покрытий,
причем значительная часть таких работ – это
более или менее успешные попытки прогно-
зирования поведения изделий расчетным
путем.
ХАРАКТЕРИСТИКА ФИЗИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ СИСТЕМЫ
КРЕМНИЙ-МОЛИБДЕН
Системе молибден-кремний исследователя-
ми уделяется достаточное внимание. Естест-
венно, что заметная часть работ посвящена
построению и изучению равновесной диа-
граммы состояния этой системы [4 – 9].
Согласно диаграмме состояния молибден-
кремний (рис. 1) в этой системе присутствуют
три соединения: дисилицид молибдена
MoSi2, низшие силициды молибдена Mo5Si3
и Mo3Si.
Растворимость кремния в твердом молиб-
дене составляет 3,35 ат.% при 2093 K и 9 ат.%
при 2298 K. Область твердых растворов на
основе соединения Mo3Si практически от-
сутствует.
В системе реализуется три эвтектики:
– Mo3Si-Mo5Si3 при 26,4 ат.% кремния и тем-
пературе 2293 K;
– Mo5Si3-MoSi2 при 54 ат.% кремния и тем-
пературе 2173 K;
– MoSi2-Si при 98,5 ат.% кремния и тем-
пературе 1673 K.
Кроме того, при температуре 2123 K име-
ются эвтектоида:
β-MoSi2 ↔ Mo5Si3 + α-MoSi2 (1)
и при 2173 K перитектика:
Рис. 1. Фазовая диаграмма кремний-молибден [5].
С.В. ЛИТОВЧЕНКО, В.М. БЕРЕСНЕВ, А.А. ДРОБЫШЕВСКАЯ, П.В. ТУРБИН
112
β-MoSi2 + P ↔ α-MoSi2. (2)
Силицид Mo3Si образуется при 2298 ±
20 K по перитектической реакции. Темпера-
тура плавления силицида Mo5Si3 равна 2453
± 20 K, ширина области гомогенности при
1970 К – от 37 до 40,35 ат.% кремния.
Дисилицид молибдена плавится при 2293
± 20 K, область гомогенности – от 65,8 до
66,7 ат.% кремния.
По данным [10] область гомогенности
MoSi2, полученного методом диффузионного
насыщения в вакууме, может составлять не-
сколько процентов и имеет тенденцию к уве-
личению с повышением температуры сили-
цирования. Перепады концентрации элемен-
тов составляют: для Si = 2,52 ± 0,5%; для
Мо = 2 ± 0,5%.
Силицид Mo3Si имеет кубическую структу-
ру типа А15 с периодом а = 0,4890±0,0002 нм.
Упаковка структуры – плотнейшая или близ-
кая к ней.
Большая компактность решетки подчер-
кивает металлический характер связи Mo-Si,
однако в фазах существуют также и ковалент-
ные связи между металлическими атомами
[11].
Силицид Mo5Si3 принадлежит к простран-
ственной группе D184h-I4/mcm и имеет
объемно-центрированную тетрагональную
решетку (а = 0,9643 нм, с = 0,495 нм,
с/а = 0,5087), которая легко сдвигается к гек-
сагональной структуре, особенно в присут-
ствии примесей. В элементарной ячейке
Mo5Si3 содержится 20 атомов молибдена и 12
атомов кремния. Атомы кремния в решетке
образуют прямолинейные цепи. К структур-
ным особенностям этого силицида молибде-
на можно отнести следующие [12]:
– параметр решетки а существенно прево-
сходит с (c/a ~ 0,5), что нетипично для других
высокотемпературных интерметаллидов,
включая дисилицид молибдена;
– решетка не имеет плотноупакованных плос-
костей, которые, например, есть в дисили-
циде;
– цепочки Si-Mo-Si расположены по направ-
лениям (100) и (010), а в дисилициде – (001);
– межатомные силы связи в цепочках Si-Mo-
Si больше, чем в цепочках Mo-Mo и Si-Si.
Дисилицид молибдена МоSi2 претерпева-
ет аллотропическое превращение в темпера-
турном интервале 1850 – 1900 °С [8] (по не-
которым данным 1700 – 1850 °С [13]).
Низкотемпературная разновидность
α-МоSi2 имеет объемно-центрированную
тетрагональную структуру, структурный тип
C11b, пространственная группа D174h-I4/
mmm, параметры решетки a = b = 0,3202 нм,
c = 0,7852 нм, c/a = 2,452. По данным [14]
a = b = 0,3198 нм, c = 0,7859 нм, c/a = 2,457, а
расстояние между внутренними слоями ато-
мов кремния составляет 0,2618 нм.
Низкотемпературная форма α-MoSi2 в эле-
ментарной ячейке содержит 2 атома молиб-
дена и 4 атома кремния. Атомы Si образуют
каркас, в пустотах которого располагаются
атомы Мо. Структуру можно также рассмат-
ривать состоящей из слоев, параллельных
плоскости (010) с плотнейшей гексагональной
упаковкой. Слои чередуются в порядке
ABAB..., слой B смещен в направлении оси
X на а/2. Кратчайшее расстояние Mo-Si равно
с/3. Цепочки атомов кремния образуют
зигзаги, проходящие через призмы Mo па-
раллельно осям X и Y. Выступы цепей на-
правлены навстречу, расстояния между ато-
мами Si в выступах и в цепочках равны, т. е.
создается трехмерный каркас из кремния.
Высокотемпературный β-МоSi2 имеет
гексагональную структуру с параметрами:
а = 0,4642 0,0005 нм, с = 0,6529 ± 0,0005 нм,
с/а = 1,406, пространственная группа D46h-
P6222. Граница МоSi2 со стороны Мо распо-
ложена при 67 ± 1,0 % (ат.) [15].
В дисилициде связь между Мо и Si гораздо
сильнее, чем между Si и Si [14]. Структурные
особенности силицидов молибдена обобще-
ны в табл. 1, а структура представлена на
рис. 2.
Таблица 1
Кристаллохимические характеристики
силицидов молибдена
Соедине-
ние
Синго-
ния
Параметры
решетки, нм c/a
Плотность
рентгенов-
ская, г/см3a b с
Mo3Si Куб. 0,489 – – – 8,968
Mo5Si3 Тетр. 0,9642 – 0,495 0,5087 8,213
α-MoSi2
Тетр. 0,3202 – 0,7852 2,452 6,267
β-MoSi2
Гекс. 0,46422 – 0,6529 1,406 6,26
ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
СИЛИЦИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА МОЛИБДЕНЕ: ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА
113ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
СПОСОБОВ ФОРМИРОВАНИЯ
СИЛИЦИДНЫХ ПОКРЫТИЙ
Существует достаточно много разнообразных
методов формирования функциональных
силицидных покрытий. Способы синтеза си-
лицидов во многом определяются назначе-
нием, структурно-фазовым состоянием, гео-
метрическими и прочими параметрами ко-
нечных изделий.
В зависимости от направления исследо-
ваний и области научных интересов покры-
тия подразделяют на группы по различным
признакам, например:
– по методам и способам получения (хими-
ческие, гальванические диффузионные, плаз-
менные, детонационные);
– по составу покрытия (силицидные, бороси-
лицидные, карбосилицидные и т. д.);
– по структуре (однофазные, многофазные,
однослойные, многослойные, комбиниро-
ванные, комплексные);
– по решаемой технологической задаче (изно-
состойкие, жаростойкие и термостойкие, вы-
сокотемпературные, коррозионностойкие,
электротехнические и т. п.).
Как внутри групп, так и между ними нет
зачастую четкой границы, что только услож-
няет правильный выбор.
В монографии [20] тугоплавкие силицид-
ные покрытия подразделяются на четыре
группы: диффузионные, детонационные, пла-
зменные, комбинированные. В основу клас-
сификации положен единый принцип – раз-
личие видов поступления материала покры-
тия на поверхность основного материала. Вы-
делены две большие группы: контактные ме-
тоды (где есть контакт защищаемого мате-
риала с элементами покрытия, находящимися
в любой фазе – газовой, твердой, жидкой) и
неконтактные или химические методы (мате-
риал покрытия поступает в связанном виде -
в виде химических соединений). Однако та-
кая классификация также допускает неодно-
значность толкования. Например, при акти-
вированном галогенами силицировании ту-
гоплавких металлов в порошковых насыща-
ющих средах [21] реализуется как контактный
метод (т.е. имеется непосредственный кон-
такт поверхности обрабатываемого материа-
ла с кремнием), так и химический метод (ма-
териал покрытия – кремний поступает к по-
верхности насыщения в виде химических со-
единений – хлоридов, фторидов, иодидов
кремния).
Основой классификации, предложенной
авторами работ [22, 23], является физико-хи-
мическая характеристика активной фазы или
среды, содержащей диффундирующий эле-
мент. Классификация удобна для термодина-
мической оценки процесса получения покры-
тия, она позволяет оценивать влияние насы-
щающей среды на параметры покрытия и
проводить изучения механизма формирова-
ния покрытия, с учетом уноса компонентов
насыщающего конструкционного материала
в среду, т.е. наиболее приемлема при анализе
теоретических вопросов получения материа-
лов при диффузионном взаимодействии реа-
гентов.
Сравнительно полная классификация ме-
тодов и способов нанесения покрытий при-
ведена в работе [24], в которой основой систе-
матизации является характеристика физико-
Рис. 2. Структура силицидов молибдена: а) – α-MoSi2, б) – Mo5Si3, в) – Mo3Si; светлые – атомы Si, темные –
атомы Mo.
а) б) в)
С.В. ЛИТОВЧЕНКО, В.М. БЕРЕСНЕВ, А.А. ДРОБЫШЕВСКАЯ, П.В. ТУРБИН
114
химических процессов и явлений, происходя-
щих при формировании покрытий с учетом
вида среды, внешнего механического или
электрического воздействия. Предложены
следующие основные методы:
1. Химико-термический метод – заключается
в формировании покрытий из различных на-
сыщающих сред путем диффузионного насы-
щения (диффузионные покрытия).
2. Механический метод – объединяет спосо-
бы, при которых велико влияние адгезион-
ного взаимодействия в случае установления
контакта между материалом покрытия и ос-
новы (плакирование, напыление).
3. Химический метод – осуществляется в спе-
циальных средах, которые содержат химичес-
кие соединения элементов покрытия и раз-
личные добавки, чаще всего инертные.
4. Электрохимический метод – заключается
в нанесении покрытия в результате процессов
электрохимического выделения компонентов
покрытия в виде ионов из электролитов (га-
льванические растворы, расплавы солей) или
газовой фазы при пропускании электричес-
кого тока от внешнего источника.
В настоящее время перечисленные методы
совершенствуются, новое аппаратурное
оформление часто приводят к возникнове-
нию и развитию оригинальных технических
вариантов того или иного способа. Ряд усо-
вершенствований направлен на расширение
круга диффузионных покрытий и интенсифи-
кации процессов их формирования, различ-
ные методики подробно изложены в литера-
туре и допускают дальнейшую модификацию.
Плазменные, ионно-плазменные методы,
различные виды напыляемых покрытий
достаточно широко представлены в научной
литературе и здесь мы на них останавливаться
не будем. Отметим лишь, что, в частности,
технологические признаки при классифика-
ции методов получения покрытий напылени-
ем использованы в работе [25]. Предложено
подразделить покрытия по назначению: за-
щитные для повышения долговечности и на-
дежности в агрессивных средах, контактные
для повышения работоспособности пар тре-
ния и герметизации, специальные для преда-
ния поверхности особых физических свойств
(например, оптических или электрических),
декоративные.
Весьма распространено получение сили-
цидов при реакционной диффузии кремния
в металлическую подложку. Большинство
способов и методов диффузионного насыще-
ния рассмотрены в классификации на основе
фазового состояния насыщающей среды [22,
23].
При формировании толстослойных сили-
цидных покрытий на тугоплавких металлах
чаще всего используются химико-термичес-
кие методы, из которых можно выделить:
– шликерную технологию (твердофазный ме-
тод);
– жидкофазное силицирование;
– циркуляционное силицирование из газо-
вой фазы;
– активированное силицирование из газовой
(паровой) фазы;
– вакуумное насыщение из паровой фазы.
Шликерный метод привлекает своей прос-
тотой. Недостаток этого метода – высокая
пористость покрытия и плохое сцепление с
основой. Для увеличения плотности покры-
тия и его адгезии производят дополнитель-
ный диффузионный отжиг или оплавление
покрытия. Существенно улучшает качество
покрытия, нанесенного данным способом,
введение в шликер различных добавок.
Способ оплавления или наплавления тру-
дно применим для непосредственного нане-
сения силицидного слоя из-за высоких тем-
ператур плавления силицидов. Однако опла-
вление силицидных покрытий с целью их уп-
лотнения и герметизации возможно осущес-
твить, например, электронным пучком [26].
Особенность данного технологического при-
ема заключается в очень большой концентра-
ции энергии в сравнительно тонких слоях си-
лицидного покрытия, что приводит к резкому
уплотнению защитного слоя и повышению
его антикоррозионной стойкости. Хотя такая
обработка и обеспечивает получение высо-
кокачественных покрытий, однако ее техноло-
гичность явно недостаточна для широкого
применения и тем более для промышленного
использования. Главной задачей здесь ви-
дится существенное упрощение аппаратуры
и повышение ее надежности.
Гораздо шире распространены силицид-
ные покрытия диффузионного типа. Они об-
ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
СИЛИЦИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА МОЛИБДЕНЕ: ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА
115ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
разуются в результате диффузионного насы-
щения кремнием поверхности металла. Фор-
мирование покрытия происходит путем пре-
имущественной реакционной диффузии крем-
ния сквозь образующиеся силицидные слои.
Основные методы создания диффузион-
ных покрытий – жидкофазное силицирова-
ние и газофазное силицирование.
Жидкофазное диффузионное силициро-
вание как электролизное, так и неэлектролиз-
ное характеризуется высокой скоростью. Про-
цесс проводят в нейтральных расплавах, ко-
торые предотвращают взаимодействие обра-
батываемого изделия с окружающей средой.
Достаточно известен способ силицирова-
ния в расплавах меди с добавлением кремния
[27]. В этом случае медь защищает молибден
или другой металл от окисления и одновре-
менно обеспечивает перенос кремния через
жидкую фазу к реакционной поверхности. Ко-
эффициенты диффузии кремния в таких си-
лицидах намного превосходят таковые для га-
зофазного метода [28].
Газофазные методы диффузионного сили-
цирования получили большое распростране-
ние как более технологичные, простые в реа-
лизации, а также позволяющие получать бо-
лее качественные покрытия.
Известен метод с пространственным раз-
делением источника кремния и покрываемого
изделия, в котором в качестве газа-перенос-
чика используется галогенид кремния [29].
Установка имеет сообщающиеся между собой
высокотемпературную и низкотемператур-
ную камеры. В высокотемпературной камере
находится порошок кремния, а в другой ка-
мере – покрываемое изделие. Когда в уста-
новку подают галоген кремния SiCl4, то в об-
ласти более высоких температур протекает
реакция образования субхлоридов кремния:
SiCl4 + Si = 2SiCl2. (3)
Образующиеся субхлориды поступают к
изделию в низкотемпературную камеру, где
диспропорционируют по реакции, обратной
(3), на SiCl4 и кремний. Взаимодействие по-
следнего с металлом приводит к образованию
диффузионного покрытия. Подача в установку
водорода может ускорить в сравнении с реа-
кцией (3) процесс диффузионного насыщения
за счет большего выхода SiCl2 по реакции:
SiCl4 + H2 → SiCl2 + 2HСl. (4)
Целесообразно и экономически выгодно
осуществлять указанные процессы циркуля-
ционным способом, когда изделие и кремний
находятся в разных частях замкнутого газо-
провода, по которому циркулирует образовав-
шийся галогенид. Значительная интенсифи-
кация процесса достигается при использо-
вании тлеющего разряда [30]. К сожалению,
метод мало эффективен для получения по-
крытия на крупногабаритных изделиях и до-
статочно сложен.
Оригинальный способ силицирования с
регулируемой скоростью доставки кремния
предложен в работе [31]. Регулирование ско-
рости доставки кремния к поверхности об-
разца при силицировании из паровой фазы
в вакууме позволяет повысить температуру
силицирования выше эвтектической и уве-
личить скорость роста слоя.
Газофазное силицирование порошковым
методом отмечается наибольшей простотой
и удобством. Более подробно эти методики
будут рассмотрены в следующем разделе.
Метод получения покрытия в кипящем
слое [32, 33] является одним из наиболее ин-
тересных способов силицирования в поро-
шковых смесях. Он обеспечивает одновре-
менный нагрев покрываемых деталей, что
приводит к быстрому и равномерному росту
толщины диффузионного слоя по всей по-
верхности обрабатываемых изделий. Тех-
нология кипящего слоя удобна для осуществ-
ления процесса одновременного насыщения
несколькими элементами, то есть для полу-
чения комплексных защитных покрытий.
При оценке эффективности различных ме-
тодов нанесения покрытий необходимо учи-
тывать ряд принципиальных, но различных
по своей сущности критериев, характеризую-
щихся индивидуальным набором параметров.
Следует выделить:
– возможность создания оптимальных пара-
метров покрытия (состав, структура, толщина,
характер распределения компонентов);
– возможность управлять перечисленными
параметрами изменением технологических
факторов (температура, среда, время, характе-
ристика нагрева, отжига и охлаждения);
– обеспечение качественных показателей по-
крытий (пористость, равномерность по тол-
С.В. ЛИТОВЧЕНКО, В.М. БЕРЕСНЕВ, А.А. ДРОБЫШЕВСКАЯ, П.В. ТУРБИН
116
щине, сцепление с подложкой, трещино-
стойкость);
– технологические показатели (повторяе-
мость и воспроизводимость;
– температура и длительность процесса, га-
бариты и форма изделий;
– дополнительные операции, серийность
производства, техника безопасности, соблю-
дение экологических требований);
– экономические и стоимостные показатели
(капитальное вложение, амортизация, стои-
мость сырья и материалов, потери, заработная
плата, энергетические затраты и водозатра-
ты).
ОСОБЕННОСТИ ДИФФУЗИОННОГО
СИЛИЦИРОВАНИЯ МОЛИБДЕНА ИЗ
ПОРОШКОВЫХ СРЕД
Прежде, чем рассматривать конкретные при-
меры силицирования молибдена, выскажем
несколько общих соображений, относящихся
к общим проблемам формирования и эксплу-
атации диффузионных покрытий.
В результате диффузионного насыщения
металлами и неметаллами поверхностных
слоев различных конструкционных, в том
числе тугоплавких, металлов и сплавов фор-
мируются покрытия, состоящие либо из хи-
мических соединений насыщающих эле-
ментов обрабатываемого материала, либо из
твердых растворов. Благодаря этому химико-
термический метод позволяет получать раз-
личные по составу, а, следовательно, и по фи-
зико-химическим свойствам, покрытия, обе-
спечивающие достижение высоких эксплуа-
тационных характеристик в агрессивных
средах в широком диапазоне температур при
различных внешних механических нагрузках.
Метод позволяет формировать не только раз-
личные по составу покрытия, но и управлять
распределением компонентов в них по тол-
щине, управлять структурой диффузионных
слоев. Осложнения для более широкого вне-
дрения способов диффузионного насыщения
в основном возникают из-за слабой материа-
льной базы и технологической дисциплины
на промышленных предприятиях, поскольку
высокотемпературные печи, как воздушные
или с инертной атмосферой, так и вакуумные,
уже давно не являются особо дефицитным и
технологически уникальным оборудованием.
Важнейшими вопросами при рассмотре-
нии диффузионных покрытий являются ме-
ханизм диффузии и объемные изменения в
процессе протекания реакционной диффузии
и образования новых химических соедине-
ний. Механизм формирования диффузион-
ного слоя теснейшим образом связан с его ка-
чеством, которое, в свою очередь, определяет-
ся степенью возникновения точечной корро-
зии в процессе эксплуатации деталей с за-
щитным слоем.
Если покрытие формируется в результате
диффузии внешней компоненты, то поверх-
ностный рельеф покрытия повторяет рельеф
подложки с присущими ему всякого рода не-
однородностями и дефектами, что является
одной из причин появления коррозии. В слу-
чае образования покрытия при преимущест-
венной диффузии внутренней компоненты
(т.е. материала подложки) происходит про-
цесс его гомогенизации, микро- и макроде-
фекты или исчезают, или равномерно рас-
пределяются, и вероятность возникновения
точечной коррозии в процессе последующей
эксплуатации существенно уменьшается.
Чаще всего реализуется смешанный ме-
ханизм нанесения диффузионного покрытия
(встречная диффузия элементов покрытия и
элементов подложки). В таком случае темпе-
ратурный интервал формирования желатель-
но выбирать таким, чтобы превалировала
диффузия внутренней компоненты. К
сожалению, это далеко не всегда достижимо.
Свойства покрытия зависят от его фазо-
вого состава и структуры. На практике при
создании диффузионных покрытий скорость
их формирования определяет фазовый сос-
тав. В большинстве случаев традиционно
стремятся к максимальной скорости насы-
щения и к структуре, определяемой максима-
льной концентрацией легирующего компо-
нента. При силицировании металлов боль-
шие скорости насыщения обусловлены тем,
что покрытие состоит в основном из высших
силицидных фаз, т.е. фаз, наиболее богатых
кремнием.
Поскольку удельные объемные отношения
этих фаз и исходного металла существенно
различаются, то в процессе насыщения в слое
покрытия возникают значительные напряже-
ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
СИЛИЦИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА МОЛИБДЕНЕ: ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА
117ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
ния, при релаксации которых в покрытии воз-
никают микро- и макротрещины, поры и
другие дефекты. В процессе эксплуатации
покрытия количество дефектов возрастает,
они объединяются в большие образования,
что приводит к быстрому разрушению покры-
тых изделий. Поэтому чрезвычайно важно
организовать технологический процесс нане-
сения покрытия так, чтобы обеспечить посте-
пенное снижение напряжений по толщине
покрытия. Следовательно, вопреки устано-
вившимся традициям, процессы нанесения
покрытия целесообразно осуществлять через
низшие фазы [34].
На примере системы молибден-кремний
это означает, что вместо получения однофаз-
ного дисилицидного покрытия необходимо
предварительно сформировать слой силици-
да состава Mo5Si3, который затем последую-
щим диффузионным отжигом в порошкооб-
разном кремнии можно донасытить до фазы
MoSi2.
Как известно, идеальным покрытием с точ-
ки зрения равномерного распределения на-
пряжений, прочности сцепления и, следо-
вательно, высокой термостойкости является
диффузионный слой, представляющий собой
непрерывный ряд твердых растворов. Такой
слой, например, образуется в месте контакта
молибдена и вольфрама при высокотемпера-
турном (около 2000 °С) отжиге в вакууме. Это
же наблюдается при хромировании молиб-
дена, вольфрама и других металлов. Однако
случаев реализации однофазных слоев с не-
прерывно изменяющейся концентрацией
легирующей компоненты от предельного зна-
чения (на верхней границе) до нуля (на ниж-
ней границе) существует сравнительно нем-
ного. В основном жаростойкие покрытия
представляют собой многофазные системы,
состоящие из последовательного располо-
женных слоев химических соединений и
ограниченных твердых растворов. В этих
случаях процесс нанесения защитного по-
крытия следует вести таким образом, чтобы
общую структуру покрытия хотя бы примерно
свести к структуре покрытия, состоящего из
непрерывного ряда твердых растворов [35].
Соотношение толщин всех фаз покрытия
должно быть выбрано таким, чтобы струк-
тура покрытия максимально приближалась к
структуре слоя с непрерывным рядом твердых
растворов. Такое покрытие принципиально
отличается от получаемых на практике и
представляющих собой фактически однофаз-
ные слои высших соединений, для молибдена
– это слой MoSi2. Естественно, что все свойс-
тва и поведение такого покрытия в процессе
эксплуатации будут отличаться в лучшую сто-
рону в отличие от традиционных покрытий.
Во многих случаях процесс нанесения покры-
тия можно начинать не обязательно с низшей
фазы, он может быть начат с некой промежу-
точной фазы в зависимости от эксплуатаци-
онных требований, предъявляемых к по-
крытию.
По стандартной технологии порошкового
диффузионного силицирования молибдена
обрабатываемое изделие помещают в кон-
тейнер, заполненный порошковой смесью,
содержащей в своем составе кремний.
Порошковый метод чаще всего реализуют
в двух основных вариантах: безактивацион-
ном и с использованием активаторов (ве-
ществ, образующих летучие соединения
кремния). Силицирование может осуществ-
ляться в порошках кремния, ферросилиция,
карбида кремния и других кремнийсодер-
жащих соединений. В качестве инертных до-
бавок, предотвращающих спекание насыща-
ющей среды, используют окись алюминия,
шамот, двуокись кремния и др.
Безактивационное силицирование в поро-
шке кремния целесообразнее всего осущест-
влять в вакууме 10–4 – 10–6 мм рт. ст. при тем-
пературах 1250 – 1320 °С. Снижение темпе-
ратуры отжига резко замедляет процесс, а при
более высоких температурах происходит спе-
кание шихты. В области высоких температур
процесс ограничен температурой эвтектики
между кремнием и дисилицидом молибдена
(1400 °С, рис. 1). Насыщающий состав необ-
ходимо до начала силицирования отжечь в
вакууме для удаления адсорбированных газов,
наличие которых может сказаться на кинетике
процесса. Недостатком метода вакуумного си-
лицирования является относительно низкая
скорость формирования покрытия (рис. 3).
При силицировании с активаторами в на-
сыщающую среду кроме кремнийсодержащих
веществ добавляются специально подобран-
ные ингредиенты, образующие при темпе-
С.В. ЛИТОВЧЕНКО, В.М. БЕРЕСНЕВ, А.А. ДРОБЫШЕВСКАЯ, П.В. ТУРБИН
118
ратурах насыщения легколетучие соединения
с кремнием. Такой прием приводит к уско-
ренной доставке кремния в реакционную зо-
ну, что, в конечном итоге, ускоряет процесс
роста покрытия.
Кроме того, активационный метод позво-
ляет легко вводить различные легирующие
элементы в состав покрытия и за счет интен-
сификации процесса насыщения позволяет
несколько снизить по сравнению с вакуум-
ным силицированием температуру процесса
(рис. 4). Количество активатора в смеси обыч-
но не превышает 5 – 7%. Хорошими актива-
торами являются галогены, которые по эффек-
тивности активирующего действия распола-
гаются в ряд F → Cl → Br → I.
По заключению авторов [30] прекрасными
активационными свойствами обладает крем-
нефтористый калий K2SiF6, достаточно эффе-
ктивный даже в малых концентрациях и по-
зволяющий получать наиболее равномерные
по толщине покрытия. При нагревании эта
соль разлагается:
K2SiF6 → 2KF + SiF4. (5)
Выделяющийся в ходе реакции летучий
четырехфтористый кремний легко проникает
к поверхности молибдена, где, в свою оче-
редь, за счет реакций диспропорционирова-
ния атомы кремния высвобождаются для
последующей реакционной диффузии в мо-
либден и образования силицидов.
Активированный способ может быть реа-
лизован как отжигом в вакуумных условиях
[36], так и отжигом в воздушной атмосфере
[37]. Для реализации последнего варианта не-
обходим герметизируемый контейнер для из-
делий и насыщающей смеси. Обычно кон-
тейнер герметизируют плавким затвором или
уплотнением пробки жаростойкой оксидно-
силикатной замазкой.
Термодинамике и реакционной диффузии
при активированном силицировании уделено
достаточно много внимания [24, 38].
Существенным недостатком активирован-
ного силицирования, зачастую нивелирую-
щим его достоинства, является отсутствие га-
рантированной воспроизводимости качества
защитного покрытия. Как правило, это свя-
занно с возникающими в процессе силици-
рования неравновесными эффектами. Сюда
прежде всего относится возникновение гра-
диентов температуры в реакционной зоне из-
за тепловых эффектов протекающих хими-
ческих реакций и плохого теплоотвода, что
приводит к появлению так называемого ано-
мального силицирования, т.е. резкой неравно-
мерности (более чем в 10 – 20 раз) толщины
защитного слоя.
Получение неравномерных по толщине си-
лицидных слоев на больших по количеству
партиях изделий ставит под сомнение при-
менение данного способа в промышленных
масштабах. В тоже время нельзя не отметить
больших потенциальных возможностей такой
технологии получения покрытий ввиду боль-
ших скоростей их формирования. Весьма ве-
роятно, что в случае положительного реше-
ния задачи использования тепловых эффек-
тов для интенсификации процесса силици-
рования, данная технология найдет широкое
применение.
Рис. 3. Кинетика вакуумного силицирования молиб-
дена при разных температурах, °C: 1 – 900, 2 – 1000,
3 – 1150, 4 – 1250, 5 – 1350.
Рис. 4. Кинетика активированного силицирования мо-
либдена при разных температурах, °C: 1 – 900, 2 – 1000,
3 – 1150.
ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
СИЛИЦИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА МОЛИБДЕНЕ: ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА
119ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
Одним из вариантов преодоления сформу-
лированных проблем является проведение
отжига изделий во вращающейся реторте. Та-
кой технологический прием позволяет улуч-
шить гомогенизацию насыщающей смеси при
отжиге и ослабить негативное влияние некон-
тролируемого выделения тепла химических
реакций при реакционной диффузии.
В случае получения покрытия диффузи-
онного типа процесс состоит из нескольких
основных стадий: хемосорбции частиц насы-
щающего элемента, образования химического
соединения (силицида), диффузии насыщаю-
щего элемента через образовавшийся слой
покрытия. Основной особенностью периода
хемосорбции и начала роста слоев является
отсутствие равновесия на границах фаз, то
есть на этой стадии процесса концентрации
реагирующих веществ переменны.
При формировании достаточно толстых
слоев в неравновесный период кинетика их
роста может подчиняться прямолинейному
временному закону. Это возможно тогда, когда
лимитирующим скорость насыщения процес-
сом является химическая реакция образования
силицида на границах фаз. Чаще всего линей-
ный рост толщины слоя наблюдается на на-
чальной стадии силицирования, длитель-
ность этого этапа определяется многими фак-
торами, в первую очередь температурой от-
жига и активностью насыщающего элемента
в реакционном пространстве.
С течением времени вследствие увеличе-
ния толщины силицидного слоя определяю-
щим процессом вместо скорости химических
реакций на границах фаз становится диффузия
атомов кремния через образовавшийся слой,
и прямолинейная зависимость толщины по-
крытия от длительности силицирования сме-
няется параболической зависимостью. Стро-
го говоря, параболический закон начинает
выполняться с того момента, когда на фазовых
границах установилось постоянство концент-
раций связанного в химическое соединение
кремния.
Описанная схема роста силицидных слоев
значительно усложняется при наличии тре-
тьего элемента, участвующего в химической
реакции. Во многих случаях такими допол-
нительными элементами могут быть техно-
логически неконтролируемые примеси. На-
пример, наличие примеси алюминия приво-
дит к тому, что существенно большая, по срав-
нению с кремнием, упругость его пара пре-
пятствует доставке кремния к реагирующей
поверхности. С другой стороны, в результате
удаления примесей алюминия в условиях
вакуумного силицирования концентрация его
паров над реагирующей поверхностью все
время уменьшается. Таким образом, при сили-
цировании в порошке кремния с небольшими
примесями алюминия на реагирующей по-
верхности толщина слоя не оказывает в неко-
тором интервале толщин влияния на кине-
тику роста покрытия, поскольку по сравнению
с параболическим законом слой в этом случае
растет с некоторым ускорением. В случае до-
статочно толстых слоев это приводит к прям-
олинейному закону роста силицидного слоя.
Прямолинейный закон роста силицида мо-
жет реализоваться не только в случае компак-
тных достаточно толстых однофазных слоев,
но и в случае многофазных слоев. Причиной
этого также является отсутствие равновесия
на фазовых границах. Можно всегда так выб-
рать температуру силицирования, что в опре-
деленном интервале толщин слоев скорость
роста всего слоя будет подчиняться прямоли-
нейному временному закону, представляю-
щему собой огибающую семейства несколь-
ких парабол
y2 = kt + A, (6)
где А – переменный параметр, характеризую-
щий время зарождения фазы.
Разумеется, с увеличением толщины как
отдельной фазы, так и всего слоя с течением
времени на фазовых границах устанавлива-
ется равновесие, и прямолинейный закон
роста слоев переходит в параболический, по-
скольку скоростноопределяющим процессом
становится диффузия.
Кинетика роста соединений и процесс фа-
зообразования в тонкопленочных или доста-
точно тонких силицидных слоях изучены еще
недостаточно.
Важнейшим фактором, обеспечивающим
необходимую надежность работы изделий с
покрытиями, является стабильность силици-
дов. При формировании силицидов под ста-
бильностью понимают равномерность слоя
на всей обрабатываемой поверхности и вос-
С.В. ЛИТОВЧЕНКО, В.М. БЕРЕСНЕВ, А.А. ДРОБЫШЕВСКАЯ, П.В. ТУРБИН
120
производимость результатов силицирования,
а при эксплуатации – максимально длитель-
ное сохранение их фазового состава и струк-
туры. Для лучшей реализации защитных
свойств силицидных покрытий необходимо
знать соответствие между эксплуатационны-
ми показателями покрытий и их структурно-
фазовыми характеристиками, уметь коррек-
тировать процесс формирования для полу-
чения покрытий необходимого фазового сос-
тава, макро-, мезо- и микроструктуры.
Стабильность роста силицидов при диф-
фузионном насыщении в порошковых средах
может самопроизвольно нарушаться вследст-
вие неконтролируемого возникновения так
называемой “аномально быстрой” диффузии
[3]. Это явление, характеризующееся резким
ростом скорости образования силицидов и
наблюдавшееся на молибдене и других туго-
плавких металлах, чаще всего имеет катастро-
фические последствия для обрабатываемых
изделий [39, 40].
Можно указать несколько причин возни-
кновения аномально быстрой диффузии. Во-
первых, интенсификация процесса силици-
рования может быть вызвана возникновени-
ем в некоторый момент в зоне между сили-
цидным слоем и металлом жидкой прослой-
ки. Косвенным подтверждением этого явля-
ется тот факт, что скорость роста силицидов
в ряде случаев была соизмерима со ско-
ростями, присущими жидкофазному сили-
цированию. Отличие от известных механиз-
мов жидкофазного насыщения состоит в том,
что жидкая фаза, вероятно, узко локализована
в зоне реакции и продвигается внутрь образца
в процессе силицирования. При этом дос-
тавка кремния в жидкую фазу не лимити-
руется растущим слоем, а осуществляется
через поры и трещины в нем. Обычно при
типичных для порошкового диффузионного
силицирования температурах насыщающего
отжига образование жидкой фазы иниции-
руют случайные или специально введенные
примеси в насыщающей смеси.
При отсутствии в реакционном объеме по-
сторонних веществ (примесей) температура
образования жидкой фазы в зоне реакции
определяется только диаграммой состояния
системы. Необходимо заметить, что в неко-
тором временном масштабе (чаще всего – при
малых интервалах времени между некими
произвольно выбранными рассматриваемы-
ми состояниями системы) условия будут за-
метно неравновесными, систему необходимо
описывать неравновесной фазовой диа-
граммой, где возможно достаточно сильное
смещение положения фазовых границ от име-
ющихся на равновесной диаграмме.
Последовательность зарождения и роста
силицидов молибдена во многом определя-
ются технологическими параметрами обра-
ботки, в первую очередь составом насыщаю-
щей среды и температурой отжига. При диф-
фузионном росте дисилицидного покрытия
на молибдене между фазами Mo и MoSi2 все-
гда имеются либо отдельные зародыши, либо
сплошные прослойки низших силицидов
Mo5Si3 и Mo3Si, толщины которых обычно
достаточно малы и зависят от режима сили-
цирования.
Если в силу каких-либо причин в зоне реа-
кции образуется жидкая фаза, то в условиях
избытка кремния в среде произойдет насы-
щение жидкости эвтектического состава кре-
мнием до состава MoSi2 и затвердевание этой
фазы на заднем фронте жидкой зоны. Поско-
льку образование быстро растущего силицид-
ного слоя происходит со значительным уве-
личением объема, в нем наблюдается большое
количество сквозных пор и трещин. Находясь
в динамическом равновесии, тонкая про-
слойка жидкости будет продвигаться внутрь
образца, оставляя за собой легко проницае-
мый для кремния пористый слой дисилици-
да. При этом абсолютное количество тепла,
выделяющееся в контейнере, остается не-
большим, так как масса вещества, находяще-
гося при высокой температуре, невелика по
сравнению с общей массой образцов. В по-
льзу высказанных соображений свидетельст-
вует также то, что не обнаружено сведений
об экспериментально зафиксированном пла-
влении кремния в насыщающей смеси, т. е.
общая температура процесса не превышает
1683 K – температуру плавления кремния [41].
Во-вторых, рост силицидов может уско-
риться вследствие локального повышения
температуры в отдельных участках реакци-
онного объема. Имеющиеся в литературе све-
дения о диффузионном формировании си-
ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
СИЛИЦИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА МОЛИБДЕНЕ: ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА
121ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
лицидных покрытий практически не содер-
жат данных о влиянии большинства гетеро-
генных химических реакций, протекающих в
ходе процесса силицирования, на результат
насыщения, в описаниях и расчетах не учтено
также влияние на насыщение тепловых эф-
фектов этих химических реакций.
По привычке или для упрощения рассмот-
рения вопроса считают, что условия нанесе-
ния покрытий являются изотермическими
или термически контролируемыми, а скорость
химических реакций сравнительно мала. За-
метим, что это предположение приемлемо
только при работе с небольшими образцами,
когда размеры тепловой зоны значительно
превышают размеры поверхности насыще-
ния.
Известно, что реакция образования диси-
лицида молибдена – это экзотермическая ре-
акция с теплотой образования соединения
54,4 кДж/моль [1]. В зависимости от условий
насыщения скорость тепловыделения может
быть либо меньше скорости теплового рассея-
ния, либо больше ее.
Весьма существенная разница в тепло-
проводности силицида и молибдена (или
другого металла), с одной стороны, и недо-
статочный теплоотвод по сечению металла,
с другой стороны, могут создать условия для
неконтролируемой концентрации тепла. Яс-
но, что при достаточном поступлении крем-
ния начнется самопроизвольный разогрев
зоны реакции.
Величина локального перегрева будет оп-
ределяться степенью теплового экранирова-
ния зоны от окружающей среды, зависящей,
в свою очередь, как от толщины уже имею-
щегося силицидного слоя, так и от величины
потока кремния в зону реакции. Вполне ве-
роятно, что при определенных сочетаниях
этих факторов возможно значительное ло-
кальное повышение температуры.
Естественно, что повышение температуры
вызывает резкий рост скорости насыщения.
Экспериментально полученные значения
толщин силицидных слоев позволили вычи-
слить параболические константы скоростей
роста дисилицида [42], а также выяснить тем-
пературную зависимость коэффициента диф-
фузии кремния (табл. 2), которая имеет вид:
D = 0,8exp(–28800/T)⋅104 м2/с. (7)
Полученный результат хорошо согласуется
с данными работ [38, 43], где для различных
этапов насыщения эффективные коэффициен-
ты рассчитаны по формуле:
D = 0,63DSi + 0,37DMo. (8)
Видно, что рост температуры от 1100 до
1800 °С увеличивает коэффициент диффузии
больше чем в 1000 раз, что сопровождается
катастрофически большими толщинами си-
лицидных слоев. Рассчитанные толщины ди-
силицидного покрытия, полученного активи-
рованным силицированием в течение 40 ча-
сов, представлены в табл. 3.
Анализ экспериментальных результатов и
расчетов позволяет сделать предположение,
что во время процесса диффузионного насы-
щения возможно локализованное в отдель-
ных зонах повышение температуры до 1800
– 2000 °С. Такое превышение температуры
над стандартными значениями приводит к
созданию новых условий для реализации на-
сыщения.
Анализ известных данных и результатов
многочисленных экспериментов авторов по-
казал, что случаи аномального процесса на-
сыщения возможны лишь при условии, если:
– результатом обработки является покрытие,
практически полностью состоящее из диси-
лицида, а низшие силицидные фазы отсутст-
вуют;
– состояние высокотемпературной зоны во
время отжига является независимым от вне-
шнего воздействия (статические условия от-
жига).
Первое условие достаточно часто выпол-
няется, так как данный случай соответствует
Таблица 2
Коэффициент диффузии кремния при
активированном силицировании
T, °C 1100 1200 1400 1500 1700 1800 1900 2000
D×
10–6,
м2/с
6,2 117 260 700 3600 7400 1400 2500
Таблица 3
Расчет толщин силицидных слоев при
активированном силицировании
в течение 40 часов
T, °C 1100 1200 1300 1400 1700 1800 1900 2000
h⋅10–6,
м
86 117 328 561 2088 2993 4117 5500
1500
920
С.В. ЛИТОВЧЕНКО, В.М. БЕРЕСНЕВ, А.А. ДРОБЫШЕВСКАЯ, П.В. ТУРБИН
122
наиболее скоротечным процессам формиро-
вания покрытий, а, следовательно, самым эко-
номичным. Стремление максимально быстро
обеспечить наибольшую концентрацию леги-
рующего элемента обуславливает большие
скорости диффузии. Кроме резкого повыше-
ния вероятности возникновения аномального
процесса, это сопровождается дополнитель-
ной чрезмерной концентрацией напряжений
в покрытии, что приводит к повышению де-
фектности.
Об уместности и справедливости второго
условия говорит тот факт, что аномальные
процессы ни разу не зафиксированы при ис-
пользовании дополнительных технологичес-
ких приемов, например, при проведении от-
жига во вращающейся реторте. Объяснить это
можно тем, что постоянное перемешивание
вещества в реторте способствовало протека-
нию теплообменных процессов и не приво-
дило к локальной концентрации тепла хими-
ческих реакций образования силицидов.
Явление неизотермической диффузии име-
ет место и в других системах (например,
W-Si, Nb-Si, Ta-Si), что подтверждает его об-
щий характер хотя бы относительно тугоплав-
ких металлов. Классический теоретический
подход позволяет описывать процесс сили-
цирования или очень ограниченно, или то-
лько качественно. Безусловно, что аномаль-
ные явления такое описание не охватывает.
Эффект аномально быстрого роста силицид-
ных слоев может быть лучше интерпретиро-
ван в рамках теории необратимых термоди-
намических процессов, но соответствующие
теоретические работы применительно к рас-
сматриваемой системе авторами не найдены.
Ускоренный рост силицидного слоя может
быть локализован в небольших областях
(рис. 5). Однако чаще всего он распространя-
ется на значительные расстояния или даже
на весь образец. Можно утверждать, что даже
если начало реакции инициируется приме-
сью, то в дальнейшем реакция образования
силицидов идет самостоятельно.
Дополнительным подтверждением дан-
ного утверждения стали результаты экспери-
мента по управляемому инициированию
ускоренного роста силицида [41]. Было уста-
новлено, что условия “зажигания” реакции с
помощью малого количества локализованной
примеси в случае объемного образца (пруток
молибдена диаметром 6 мм) зависят от сте-
пени пористости затвердевающего MoSi2 и не
всегда воспроизводятся. Для облегчения про-
никновения кремния в жидкую зону, изготав-
ливался образец в виде диска из предвари-
тельно просилицированной молибденовой
фольги толщиной 100 мкм. При повторном
силицировании такого планарного “двумер-
ного” образца в присутствии локализованной
медной примеси (1 мг) кремний из насы-
щающей среды проникал непосредственно в
жидкую зону реакции, а не через пористый
продукт реакции как в случае объемного об-
разца.
Образовавшийся в результате иницииро-
ванной реакции силицид (рис. 6) имел тол-
щину, приблизительно равную толщине
исходной фольги и концентрично гофриро-
ванную поверхность с центром в месте кон-
такта фольги с медной примесью.
Рис. 5. Участки аномально быстрого роста силицида
(диаметр исходного образца 6 мм).
Рис. 6. Рост силицида, инициированный локализованной
медной примесью [3].
ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
СИЛИЦИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА МОЛИБДЕНЕ: ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА
123ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
Такой вид поверхности обусловлен уве-
личением удельного объема при образовании
дисилицида молибдена. В условиях, когда
движение просилицированной насквозь
части образца было ограничено по диаметру
материалом контейнера, а вверху и внизу –
уплотняющимся порошком кремния, увели-
чение объема приводило к образованию
складок в виде концентрического гофра. Этот
гофр должен быть достаточно пластичным,
так что этот факт может служить дополни-
тельным доказательством существования ра-
зогретой локализованной зоны реакции.
Необходимо отметить, что диффузионные
покрытия наследуют геометрию подложки и,
естественно, только развивают и усиливают
все ее дефекты. Это одна из существенных
причин недостаточной воспроизводимости
результатов силицирования. Кроме этого, к
образованию и росту трещин и ухудшению за-
щитного действия покрытия приводят боль-
шие (почти трехкратные) изменения объема
при образовании новых фаз в ходе реакцион-
ной диффузии в системе кремний-молибден.
Аналогичные изменения происходят и в
системах с другими тугоплавкими металлами,
например вольфрамом. Вследствие таких
больших объемных изменений в слое диси-
лицида возникают внутренние напряжения,
приводящие к растрескиванию покрытия.
Подбор оптимальной толщины покрытия и
скорости его формирования позволяют не-
сколько снизить растрескивание, однако не
устраняют его полностью. Наиболее замет-
ный эффект дает двухстадийное или многоста-
дийное формирование дисилицидов через
низшие силициды соответствующих метал-
лов [15, 44, 45].
СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ ХАРАКТЕРИ-
СТИКИ ДИФФУЗИОННЫХ СИЛИЦИД-
НЫХ ПОКРЫТИЙ НА МОЛИБДЕНЕ
Как уже указывалось, фазовый состав, микро-
и макроструктура силицидного покрытия оп-
ределяются особенностями технологии его
формирования, а также исходным состоянием
и дефектностью молибденовой подложки.
Начнем с оценки влияния подложки. Мик-
роструктура подложки во многом определяет
механические и коррозионные свойства ком-
позитов металл – защитное покрытие. Для
предотвращения недопустимых изменений
необходимо знать, как она меняется в ходе
технологического процесса формирования
покрытия.
Наиболее распространенными промыш-
ленными марками молибдена украинского и
российского производства являются марки
“Молибден чистый” (МЧ) и “Молибден
чистый вакуумплавленый полированный”
(МЧВП). Данные материалы близки по хими-
ческому составу (табл. 4), однако отличаются
по способу получения. Отметим, что молиб-
деновый прокат ведущих мировых произво-
дителей имеет близкий состав [46, 47].
Прутки марки МЧ получают методами по-
рошковой металлургии (экструзия со спека-
нием), а прутки марки МЧВП подвергают ва-
куумной плавке с последующей полировкой.
Указанные особенности технологии изготов-
ления приводят к разной степени деформа-
ции исходного материала, которая обычно не-
известна потребителю.
Микроструктура пруткового молибдена
марок МЧ и МЧВП существенно различна. На
шлифах образцов молибдена МЧ наблюдают-
ся преимущественно большие полиэдричес-
кие зерна диаметром 25 – 120 мкм, хотя зерна
с линейными размерами больше 100 мкм
встречаются сравнительно редко.
Подавляющее большинство кристаллитов
(свыше 70% общей площади шлифов) имеют
размеры 25 – 60 мкм, средний размер около
35 мкм. Образцы марки МЧ имеют сравни-
тельно большое количество поверхностных и
объемных дефектов, в первую очередь зака-
танных микротрещин, волосовин и пор. Наи-
Таблица 4
Химический состав молибденового прутка и полосы [48, 49]
Марка
молибдена
Содержание элементов, массовая доля, %
не менее не более
Мо Са+Мg Ni Si Fe Al N C H
99,95 0,005 0,005 0,012 0,014 0,004 – 0,01 –МЧ
99,91 0,005 0,005 0,014 0,014 0,004 0,005 0,03 0,0008МЧВП
С.В. ЛИТОВЧЕНКО, В.М. БЕРЕСНЕВ, А.А. ДРОБЫШЕВСКАЯ, П.В. ТУРБИН
124
большую концентрацию дефектов имеет при-
поверхностный слой толщиной до 250 мкм.
В образцах молибдена марки МЧВП пре-
обладающая ориентация зерен не выявлена,
структура мелкозернистая, средний размер
зерна на шлифе – около 10 мкм.
При высокотемпературном отжиге для
формирования покрытия происходит не
только насыщение кремнием поверхности и
реакционная диффузия с образованием си-
лицидов, вследствие рекристаллизации весь-
ма существенно может меняться микрострук-
тура молибденовой подложки.
Процесс рекристаллизации молибдена и
его влияние на механические свойства ис-
следованы достаточно подробно [50, 51]. По-
скольку молибден изоморфен при всех темпе-
ратурах, его микроструктура определяется
исключительно характером предшествующих
воздействий: особенностями литья, кристал-
лизации, термомеханической обработки. Как
и для других металлов, температура рекри-
сталлизации молибдена зависит от времени
выдержки и степени обжатия, причем для
литого и спеченного молибдена процессы
роста зерна протекают по-разному. Спечен-
ный молибден обладает устойчивой вели-
чиной зерна при нагреве по крайней мере до
1700 °С, лишь при 1800 °С наблюдается рост
зерен. Нормальный рост зерна в литом мо-
либдене гораздо заметнее, причем достаточ-
но быстро (спустя 100 мин. при 1525 °С или
10 мин. при 1800 °С) образуется очень грубая
структура с зернами неправильной формы.
Такой характер роста зерен объясняется вто-
ричной рекристаллизацией. Авторы работы
[52] связывают такое различие в характере
роста зерен с содержанием кислорода и уг-
лерода в исследованных образцах. В исход-
ном состоянии образцы и литого, и спечен-
ного молибдена являются хрупкими. Улуч-
шение пластичности молибдена наблюдает-
ся только после деформации и только при на-
личии однородной мелкозернистой структу-
ры. При более мелком зерне наблюдается бо-
лее низкая температура вязко-хрупкого пе-
рехода, так что и при комнатной температуре
молибден может находиться в пластичном
или в хрупком состоянии в зависимости от
размера зерна [52].
Молибден с меньшим размером зерна име-
ет более высокий предел текучести, который
быстро уменьшается с ростом температуры.
Такое снижение предела текучести в перехо-
дной зоне типично для молибдена и других
металлов, которые претерпевают переход от
хрупкого к вязкому состоянию, и является ос-
новной причиной изменения пластичности.
В работе [51] указывается, что спеченный
молибден марки МЧ обладает устойчивой ве-
личиной зерна при нагреве по крайней мере
до 1400 °С; лишь при 1800 °С наблюдается
заметный рост зерен. Для образцов такого
молибдена наблюдается увеличение средне-
го размера зерна от 31,5 мкм в исходных до
44,5 мкм после отжига при 1800 °С. Для мо-
либдена МЧВП исходная величина зерна су-
щественно меньше – около 8 мкм, при отжи-
ге (1800 °С) она заметно увеличивается (до
43,7 мкм), т.е. практически сравнивается с
показателями молибдена МЧ.
Высокотемпературный вакуумный отжиг
молибдена приводит к росту зерна, вызван-
ному в основном собирательной рекристал-
лизацией. Повышение температуры отжига
до 1800 °С не только интенсифицирует соби-
рательную рекристаллизации, но и вызывает
вторичную рекристаллизацию. Рекристал-
лизация в молибдене марки МЧВП протекает
быстрее, чем в молибдене МЧ.
Анализ процесса рекристаллизации мо-
либдена позволяет сформулировать положе-
ния, которые необходимо учитывать при осу-
ществлении диффузионного силицирования
молибдена.
Во-первых, поскольку микроструктура си-
лицидного покрытия наследует большинство
дефектов молибденовой подложки, все струк-
турные изменения в этой подложке только
ухудшают состояние покрытия.
Во-вторых, в большинстве случаев диф-
фузионный отжиг длится достаточно долго
(десятки часов), так что рекристаллизация мо-
либденовых подложек весьма существенна.
В-третьих, вакуумное силицирование, осу-
ществляемое при сравнительно более высо-
ких температурах (1350 – 1800 °C в зависи-
мости от насыщающей среды и вида покры-
тия), является предпочтительным, поскольку
для разных сортов молибдена размерные ха-
ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
СИЛИЦИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА МОЛИБДЕНЕ: ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА
125ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
рактеристики зеренной структуры сближа-
ются, при силицировании можно пользовать-
ся одной технологией и совместно обраба-
тывать разносортные изделия.
В-четвертых, хотя активированное сили-
цирование является более высокоскоростным
процессом, оно проводится при температу-
рах, где рекристаллизация молибдена проте-
кает замедленно. Поэтому для минимизации
нежелательных структурных изменений ну-
жно адаптировать технологию под каждый
сорт молибдена и каждый вид покрытия, что
неизбежно сопряжено с дополнительными
экономическими затратами и проблемами
воспроизводимости результатов.
Перейдем к характеристикам покрытий.
Поскольку наиболее распространенными спо-
собами формирования диффузионных сили-
цидных покрытий на молибдене являются ак-
тивированное и безактивационное насыще-
ние из кремнийсодержащих сред, мы будем
рассматривать особенности структурно-фазо-
вого состояния покрытий, полученных этими
методами.
Как уже указывалось, при силицировании
молибдена в насыщающих смесях, содержа-
щих элементарный кремний (т.е. кремний в
несвязанном в химические соединения сос-
тоянии), получаемое покрытие практически
полностью состоит из дисилицида молиб-
дена. При достаточно толстых слоях MoSi2
(сотни микрометров) на его границе с метал-
лической подложкой могут наблюдаться тон-
кие прослойки низших силицидов.
Микроструктура дисилицидов молибдена,
полученных разными методиками, различна.
При активированном силицировании припо-
верхностная прослойка дисилицида имеет
равноосную сравнительно мелкодисперсную
структуру с линейными размерами зерен до
30 мкм. Зерна с размерами до 10 мкм состав-
ляют не больше четверти общего объема си-
лицидов. Более крупные зерна (свыше 20 мкм)
составляют до 15% объема, хотя их количест-
во, разумеется, намного меньше, чем мелких.
Толщина указанной прослойки составляет
около 30 – 40 мкм и существенно не увели-
чивается даже при весомом увеличении об-
щей толщины слоя покрытия.
Ближе к подложке металла структура диси-
лицида изменяется, равноосные зерна усту-
пают место столбчатым кристаллам. При со-
хранении поперечных размеров зерен весьма
заметно увеличение их размеров в радиаль-
ном направлении (т. е. перпендикулярно фа-
зовым границам). Даже при толщине слоя
около 500 мкм не менее половины зерен име-
ют длину, равную толщине самого слоя. Неко-
торые объяснения таких структурных измене-
ний дают термодинамические расчеты и
масс-спектрометрические исследования [21,
37, 38].
Морфология поверхности исходного ме-
талла, задаваемая технологией его изготов-
ления и последующей обработки, сущест-
венно влияет на геометрические параметры
образцов при формировании силицидов. Ча-
ще всего именно поверхностные дефекты
подложки служат причиной появления в ди-
силициде большого количества зерен кони-
ческой или веретенообразной формы (эллип-
соиды или усеченные эллипсоиды). Удель-
ный вес таких зерен при активированном си-
лицировании составляет 30 – 85%. В усло-
виях вакуумного отжига зарождение и рост
“нормальных” зерен цилиндрической или
призматической формы является более слу-
чайным.
Необходимо добавить, что на дефектность
покрытия (рис. 7) кроме скорости насыщения
и дефектности подложки заметно влияет фор-
ма образцов, точнее – кривизна поверхности:
покрытие на плоскости гораздо качественнее,
чем на боковой поверхности цилиндра. По-
нятно, что это связанно с объемными изме-
нениями при реакционной диффузии. Раз-
личия в дефектности покрытия заметны даже
в случае, когда радиус образца на порядок
превосходит толщину силицидного слоя.
При вакуумном силицировании размер
зерна подложки существенно влияет на ско-
рость роста силицидного слоя, но практичес-
ки не влияет на размер зерен в нем. Получае-
мые покрытия почти полностью сформиро-
ваны столбчатыми крупными зернами диси-
лицида, большинство межзеренных границ
ориентировано перпендикулярно границе с
металлом. В этом направлении большинство
зерен имеют размер, определяемый толщи-
С.В. ЛИТОВЧЕНКО, В.М. БЕРЕСНЕВ, А.А. ДРОБЫШЕВСКАЯ, П.В. ТУРБИН
126
ной самого слоя покрытия. Описанная струк-
тура покрытия сохраняется как при обработке
молибдена марки МЧ, имевшего изначальную
крупнозернистую структуру, так и при обра-
ботке изначально мелкозернистого молиб-
дена марки МЧВП.
Зафиксированные различия микрострук-
туры MoSi2, сформированного различными
методами на разных по качеству и геометрии
исходных образцах, свидетельствуют о важ-
ности степени реализации термодинамичес-
кого и химического равновесия в ходе фазо-
образования и роста силицида.
Для получения покрытия из низших сили-
цидов молибдена необходимо снизить актив-
ность кремния в системе и сместить термоди-
намические характеристики процесса так,
чтобы образование дисилицидной фазы ста-
ло невозможным.
Простейшей технологией получения по-
крытия из силицидной фазы Mo5Si3 является
диффузионный отжиг молибдена в насыща-
ющей смеси из крупнозернистого (3 – 10 мм)
порошка дисилицида молибдена. Оптималь-
ная температура отжига составляет 1700 –
1800 °С и ограничена сверху температурой
эвтектики между фазами MoSi2 и Mo5Si3.
Использование крупнодисперсного порошка
позволяет исключить спекание насыщающего
вещества с обрабатываемыми изделиями.
Покрытие состава Mo5Si3, полученное пут-
ем вакуумного насыщения, имеет классичес-
кую “столбчатую” структуру, но отличается
значительно более равномерными размерами
зерен. Большинство их имеют цилиндричес-
кую форму с диаметром основания 15– 25 мкм,
но присутствуют также зерна “веретенообра-
зной” формы (сильно вытянутые эллипсои-
ды). При толщине слоя около 300 мкм до 70%
зерен в радиальном направлении (перпенди-
кулярно основе) имеют длину, равную толщи-
не слоя силицида. В некоторых межзеренных
границах имеются поры, но их количество не-
значительно. При более высоких температу-
рах насыщения нарушается прямолинейность
фазовой границы молибден – силицид. Гра-
ница на поперечном шлифе несколько напо-
минает синусоидальную кривую с чередую-
щимися выступами и впадинами. Вследствие
такой формы границы толщина силицидного
слоя колеблется в пределах до 15 – 25%.
Введение в насыщающую смесь несколь-
ких процентов порошка меди или ее оксидов
приводит к резкому измельчению кристал-
литов силицида. Прослойку силицида Mo5Si3
при таких условиях формирования составляли
зерна размером не больше 6 мкм, подавляю-
щее большинство зерен имело средний раз-
мер около 4 мкм. Значительных дефектов в
силициде не наблюдалось. Аналогичные ре-
зультаты (причем и при формировании ди-
силицидного покрытия в смесях с кремнием)
получаются при предварительном нанесении
пленки меди на поверхность молибдена или
отжиге молибдена в порошке меди [53 – 56].
Подобная мелкодисперсная структура сили-
цида реализуется также в сравнительно тон-
ких силицидных пленках, сформированных
при распылении или испарении кремния и
его конденсации на молибденовой подложке.
а) б)
Рис. 7. Дефекты в тонком слое MoSi2, полученном активированным методом: а) – поры; б) – сквозные трещины;
РЭМ, Quanta 200 3D.
ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
СИЛИЦИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА МОЛИБДЕНЕ: ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА
127ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
Небольшие температуры (до 800 °C), кратко-
временность отжига (0,5 – 2 часа) и значи-
тельно более высокие скорости охлаждения
при конденсации в указанном случае (по-
добно условиям сверхбыстрой закалки) яв-
ляются факторами, которые обеспечивают та-
кие микроструктурные особенности образо-
ванных силицидов. Необходимо отметить,
что в пленках может наблюдаться иной (по
сравнению с массивными силицидными сло-
ями) порядок образования фаз и возможна
реализация других кристаллических решеток.
Двухстадийный последовательный отжиг
образцов молибдена сначала в дисилициде
молибдена, а потом в кремнии приводит к
формированию комплексного силицидного
слоя, который образован поверхностной
прослойкой дисилицида и внутренней про-
слойкой низшего силицида состава Mo5Si3
(рис. 8). Общая толщина покрытия и толщины
отдельных прослоек регулируются темпера-
турно-временными параметрами отжигов.
Двухслойное силицидное покрытие может
быть получено и одностадийным отжигом.
Для этого в качестве насыщающих смесей
нужно использовать соединения кремния с
большей упругостью пара кремния над по-
верхностью, чем у дисилицида молибдена.
Необходимым требованиям удовлетворяют,
например, дисилициды вольфрама, тантала,
титана, ниобия. Вакуумный отжиг молибдена
в таких составах приводит к формированию
комплексного двухслойного силицидного по-
крытия [57], однако толщина фазы Mo5Si3 в
нем составляет всего 10 – 20%.
Добавление к указанным составам грану-
лированного порошка MoSi2 позволяет регу-
лировать объемное соотношение различных
силицидных фаз в покрытии [58], хотя и за-
медляет скорость роста покрытия. Микро-
структура дисилицидной прослойки в ком-
плексном покрытии большей частью столб-
чатая с незначительным количеством дефек-
тов и сравнительно небольшими расхожде-
ниями в размерах кристаллитов. Микрострук-
тура прослойки состава Mo5Si3 определяется
условиями формирования и может быть
представлена как мелкими полиэдрическими
зернами, так и довольно большими цилинд-
рическими и эллипсоидными.
Повышение температуры отжига комп-
лексного двухфазного покрытия до 1870 –
1900 °C может привести к контактному плав-
лению на границе силицидных фаз и образо-
ванию в покрытии эвтектической прослойки
(рис. 9).
Толщина этой прослойки очень быстро
возрастает со временем. Несоблюдение тем-
пературно-временных условий отжига при
предэвтектических температурах приводит к
а)
Рис. 8. Комплексное силицидное покрытие на молиб-
дене: а) – микроструктура; б) – морфология поверхнос-
ти шлифа, 1 – Мо, 2 – Mo5Si3 , 3 – MoSi2; Quanta 200 3D.
б)
а)
С.В. ЛИТОВЧЕНКО, В.М. БЕРЕСНЕВ, А.А. ДДРОБЫШЕВСКАЯ, П.В. ТУРБИН
128
образованию большого количества жидкости
и разрушению образца [59, 60].
Высокотемпературный отжиг покрытия из
Mo5Si3 интенсифицирует рост прослойки си-
лицида Mo3Si со стороны металла (рис. 10).
Некоторыми технологическими приемами
отжига можно регулировать этот процесс
[61].
Ниже приведен ряд изображений поверх-
ности различных силицидных покрытий на
молибдене (рис. 11).
Как следует из рисунков, морфология по-
верхности формируемых покрытий силици-
дов молибдена отличается существенным
многообразием. Это определяет различие фи-
зико-механических и триботехнических ха-
рактеристик формируемых покрытий, кото-
рые необходимо учитывать при конструиро-
вании защитных слоев реальных промышлен-
ных изделий.
ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ДЕГРА-
ДАЦИЮ СВОЙСТВ СИЛИЦИДОВ ПРИ
ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
Анализ информации по высокотемператур-
ным защитным покрытиям показал, что в на-
стоящее время наибольшее распространение
получили диффузионные покрытия из выс-
шей силицидной фазы МоSi2. Данные по экс-
плуатационным возможностям таких покры-
тий очень противоречивы, в некоторых случ-
аях даже взаимоисключающие. Этот факт
подтверждает отсутствие единого подхода
при оценке функциональных связей в цепи
состав покрытия – структура покрытия –
свойства покрытия – свойства изделия, а так-
же определяющее влияние конкретных осо-
бенностей каждой технологии нанесения по-
крытий на работоспособность изделий в це-
лом.
В оценке разрушающих факторов наблю-
дается значительно большее единство. Ис-
следования поведения дисилицидных по-
крытий в ходе длительной высокотемпера-
турной эксплуатации на воздухе показали,
что существует ряд причин деградации за-
щитных свойств и разрушения таких диф-
фузионных покрытий [60].
Трещины роста. Как указывалось выше,
невоспроизводимость результатов силици-
рования и весьма большой разброс значений
жаростойкости и термостойкости покрытий
закладывается уже в процессе формирования
диффузионного силицидного покрытия, при
котором рост слоя МоSi2 сопровождается уве-
личением объема в 2,6 раза по сравнению с
исходным слоем молибдена. Вследствие
таких больших объемных изменений в слое
дисилицида возникают внутренние напряже-
ния, приводящие к образованию трещин в по-
крытии. При этом наиболее уязвимы изделия
с большой кривизной поверхности. Благо-
даря слабому сопротивлению растяжения у
силицидов, растрескивание на выпуклых по-
верхностях наступает непосредственно в
б)
Рис. 9. Прослойка эвтектики MoSi2 – Mo5Si3 в комплекс-
ном покрытии; 1 – Мо, 2 – силицид Mo5Si3, 3 – эвтекти-
ческая прослойка, 4 – MoSi2; а) – тонкий слой, МИМ-
8М, б) – толстый слой, Quanta 200 3D.
Рис. 10. Прослойка Mo3Si (2) между молибденом (1) и
силицидом Mo5Si3 (3), РЭМ.
ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
СИЛИЦИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА МОЛИБДЕНЕ: ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА
129ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
процессе силицирования. Охлаждение, по
изложенным выше причинам, усиливает
растрескивание. В результате на углах и на
изгибах силицированных изделий имеет
место преимущественное появление трещин,
которые гораздо шире, чем трещины на
плоской поверхности, часто видимые только
при тщательном микро-скопическом иссле-
довании. Очевидно, что при одной и той же
толщине покрытия большая кривизна соот-
ветствует большим возникающим напряже-
ниям. Следовательно, на таких участках по-
крытие растрескивается сильнее, а значит не-
обходимо максимально допустимое сглажи-
вание и закругление (с наибольшим радиу-
сом) всех углов и выступов на изделии до его
силицирования.
Кристаллизация аморфного диоксида
кремния SiO2. В литературе имеются зачастую
противоречивые данные по жаростойкости,
как самих силицидов тугоплавких металлов,
так и силицидных покрытий на них. Жаро-
стойкость силицидных покрытий на молиб-
дене и вольфраме определяется образующей-
ся на них защитной пленкой окислов.
При окислении молибдена образуется ок-
сид MoО3. В связи с высокой летучестью этого
соединения окисная пленка, формирующаяся
при высокотемпературном окислении сили-
цированной поверхности молибдена, состо-
ит практически из чистой двуокиси кремния.
Разрушение силицидных покрытий на молиб-
дене при относительно низких температурах
(ниже 1550 °С) происходит в связи с кристал-
лизацией аморфной пленки SiO2 в местах вы-
хода микротрещин на поверхность. Этот про-
цесс связан с образованием в трещинах окис-
ла молибдена. Легирование аморфной плен-
ки двуокиси кремния указанным окислом вы-
зывает ее ускоренную кристаллизацию и по-
терю защитных свойств.
При температурах 1550 – 1800 °C защитная
пленка SiO2 заполняет трещины в силицид-
ных слоях, увеличивая их жаростойкость.
Уровень жаростойкости силицидов молиб-
дена определяется скоростью формирования
этой пленки, а эта скорость, в свою очередь,
определяется температурой и концентрацией
кремния, находящегося в пределах области
гомогенности фазы MoSi2 [3, 9]. Содержание
а) б) в)
г) д) е)
Рис. 11. Морфология поверхности некоторых силицидных покрытий на молибдене: а) – MoSi2, активированный
способ; б) – силицид Mo5Si3, вакуумный способ; в) – поверхность эвтектики MoSi2-Mo5Si3; г) – пластинчатая
эвтектика MoSi2-Mo5Si3; д) – гексагональный β-MoSi2; е) – кристаллит β-MoSi2 с эвтектикой по границам.
С.В. ЛИТОВЧЕНКО, В.М. БЕРЕСНЕВ, А.А. ДРОБЫШЕВСКАЯ, П.В. ТУРБИН
130
же кремния в силицидном покрытии зависит
от способа и температуры формирования.
Защитная пленка SiO2 формируется в ре-
зультате окисления в первоначальный момент
времени по реакции:
2MoSi2 + 7O2 = 2MoO3 + 4SiO2. (9)
После формирования пленки SiO2 на всей
поверхности образца скоростноопределяю-
щим процессом становится диффузия, и окис-
ление дисилицида молибдена происходит по
реакции:
5MoSi2 + 7O2 = Mo5Si3 + 7SiO2. (10)
Диффузия кислорода через слой SiO2 яв-
ляется определяющим жаростойкость фак-
тором после образования сплошной защит-
ной оксидной пленки.
Разложение SiO2 при высоких темпера-
турах. В области температур, превышающих
2000 – 2050 °C, существенную роль приобре-
тает процесс испарения кремния с поверх-
ности в виде моноокиси кремния SiО. Такое
испарение снижает эффективность защит-
ного действия пленки диоксида кремния SiО2
в связи с ускоренным утончением последней,
повышением ее дефектности и проницае-
мости.
Большая разность коэффициентов терми-
ческого расширения SiО2 и МоSi2. Существен-
ное снижение термостойкости происходит
из-за значительной разницы коэффициентов
термического расширения окисной пленки и
силицидных фаз. В местах трещин, запол-
ненных двуокисью кремния, толщина пленки
достигает 100 – 300 мкм, что приводит к кон-
центрации термических напряжений именно
в этих местах и, как следствие, к разрушению
покрытий, эксплуатирующихся в цикличес-
ком режиме.
Рассасывание высшей силицидной фазы.
Наиболее существенным пороком диффузион-
ных дисилицидных покрытий из МоSi2 явля-
ются интенсивные структурно-фазовые изме-
нения в них (так называемое перераспреде-
ление фаз) при высокотемпературной эксплу-
атации [61]. Причина изменений – изнача-
льная термодинамическая нестабильность
покрытия.
При эксплуатации покрытия в области вы-
соких температур слой МоSi2 служит источ-
ником кремния при дальнейших диффузион-
ных процессах, и через некоторое время на-
чинается образование менее богатой крем-
нием силицидной фазы Мо5Si3. Теряя крем-
ний, дисилицид молибдена превращается в
Мо5Si3 с уменьшением удельного объема. На-
сыщаемый кремнием молибден, напротив,
превращается в низший силицид Мо5Si3 с
увеличением объема.
Непрерывное изменение объема покрытия
при высокотемпературной эксплуатации при-
водит к появлению в нем знакопеременных
напряжений, образованию трещин и разви-
тию цепочечной пористости. Покрытие со
временем теряет сплошность, разбивается на
блоки, нарушая даже целостность пленки
SiO2. По трещинам и порам облегчается до-
ступ кислорода во внутренние слои силици-
да, что приводит к потере защитных свойств
и выходу изделия из строя. Это явление осо-
бенно сильно проявляется на выпуклых мес-
тах изделий, снижая жаростойкость покры-
тий.
Длительность периода полного превра-
щения фаз зависит от толщины исходного по-
крытия. Однако для покрытий из высшей фа-
зы существует критическая толщина, выше
которой их жаростойкость снижается. Так,
слой дисилицида молибдена толщиной
100 мкм при температуре 1600 °C полностью
переходит в слабо защитный при этой тем-
пературе слой низшего силицида состава
Мо5Si3 за 50 – 60 часов [62]. Использование
более толстых покрытий из МоSi2 позволяет
несколько продлить ресурс изделий, но стра-
тегически не дает желаемых результатов, так
как с увеличением исходной толщины покры-
тия в нем растут трещины, что приводит к
резкому снижению срока службы покрытия
[63]. Более подробно фазовые изменения в
силицидных покрытиях будут рассмотрены в
следующем разделе.
Важно отметить, что коррозионное разру-
шение покрытия носит преимущественно
точечный характер, т.е. изделие выходит из
строя даже тогда, когда площадь участков с
разрушенным покрытием незначительна по
сравнению с размерами всего изделия. Свя-
зано это с высокой упругостью газообразного
окисла MoО3, который образуется под точкой
разрушения в результате взаимодействия
ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
СИЛИЦИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА МОЛИБДЕНЕ: ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА
131ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
молибдена с проникающим туда кислородом.
Выходящая из поврежденного места трех-
окись молибдена MoО3 препятствует залечи-
ванию повреждения пленкой SiO2. Процесс
разрушения изделия становится необрати-
мым.
ФАЗОВЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В СИЛИЦИД-
НЫХ ПОКРЫТИЯХ ПРИ ВЫСОКИХ
ТЕМПЕРАТУРАХ
Недостаточная стабильность силицидных по-
крытий при высокотемпературной эксплуа-
тации (так называемое перераспределение
фаз) является наиболее существенным их не-
достатком [9].
При эксплуатации покрытия в области вы-
соких температур дисилицид служит источ-
ником кремния при дальнейших диффузион-
ных процессах, и через некоторое время начи-
нается заметный рост низших силицидных
фаз, менее богатых кремнием. Схематическое
изображение происходящих фазовых изме-
нений представлено на рис. 12. Теряя крем-
ний, дисилицид превращается в низший си-
лицид с меньшим удельным объемом. Насы-
щаемый металл, напротив, превращается в
силицид с большим объемом.
Непрерывное изменение объема покрытия
при высокотемпературной эксплуатации при-
водит к появлению в нем знакопеременных
напряжений, образованию трещин и разви-
тию цепочечной пористости. Покрытие со
временем теряет сплошность, что приводит
к потере защитных свойств и выходу изделия
из строя.
Вследствие существенных различий в ко-
эффициентах термического расширения от-
дельных силицидных фаз ситуация еще боль-
ше усугубляется при термоциклировании из-
делий с покрытиями. Отметим также, что
коррозионное разрушение покрытия носит
преимущественно точечный характер, т.е. из-
делие выходит из строя даже тогда, когда пло-
щадь участков с разрушенным покрытием не-
значительна по сравнению с размерами всего
изделия.
Основываясь на защитной функции выс-
ших силицидных фаз, многие исследователи
теоретически максимальным сроком службы
покрытия считают время существования ди-
силицидного слоя [62], хотя реальная рабо-
тоспособность обычно существенно меньше
вследствие указанных выше причин.
Борьбе с диффузионным растворением ди-
силицидной фазы и повышением ресурса за-
щитного действия покрытия уделяется до-
статочно большое внимание. Чаще всего ис-
пользуется поверхностное или объемное ле-
гирование, а также формирование промежу-
точных барьерных слоев [64 – 66].
Повысить высокотемпературную стабиль-
ность силицидных покрытий можно путем
создания термодинамически устойчивых по-
крытий, послойная конфигурация и микро-
структура которых обеспечивает минималь-
ные структурно-фазовые изменения за время
заданного срока эксплуатации.
Для разработки технологий формирования
таких стабильных покрытий необходимо пра-
вильно оценивать степень влияния различ-
ных факторов на структурно-фазовое состоя-
ние покрытия при высокотемпературной экс-
плуатации.
При высокотемпературной эксплуатации
молибденовых изделий с дисилицидным по-
Рис. 12. Фазовые изменения в дисилицидном покрытии
в ходе высокотемпературного отжига на воздухе при
1800 °С: а) – исходное покрытие; б) – 3 ч.; в) – 70 ч.;
г) – 140 ч.; д) – 300 ч.; е) – 600 ч.; I – MoSi2 ; II– Mo5Si3 ;
III – Mo3Si ; IV – SiO2.
С.В. ЛИТОВЧЕНКО, В.М. БЕРЕСНЕВ, А.А. ДРОБЫШЕВСКАЯ, П.В. ТУРБИН
132
крытием вследствие перераспределения фаз
в некоторый момент времени формируется
промежуточное состояние, соответствующее
слоистому композиту состава Mo-Mo5Si3-
MoSi2-Mo5Si3-SiO2.
Экспериментальные графики изменения
положения границ фаз относительно исход-
ного положения границы молибденовой под-
ложки и дисилицида близки к параболичес-
ким кривым (идеальная диффузионная тео-
рия). При временах отжига, по крайней мере,
до 12 часов, наблюдается достаточное согла-
сование теоретических и экспериментальных
результатов.
ВЫВОДЫ
В настоящее время перечисленные в работе
методы силицирования совершенствуются,
новое аппаратурное оформление часто при-
водят к возникновению и развитию ориги-
нальных технических вариантов того или
иного способа. Ряд усовершенствований, на
которые обращено внимание в обзоре, на-
правлены на расширение круга диффузион-
ных покрытий и интенсификации процессов
их формирования. Различные методики си-
лицирования подробно излагаются в перио-
дических изданиях и допускают дальнейшую
модификацию и совершенствование.
Виды напыляемых покрытий подразделя-
ются по назначению: защитные для повыше-
ния долговечности и надежности в агрессив-
ных средах; контактные для повышения рабо-
тоспособности пар трения и герметизации;
специальные для предания поверхности осо-
бых физических свойств и декоративные.
Широко применяются ионно-плазменные
методы формирования покрытий. Весьма
распространено получение силицидов при
реакционной диффузии кремния в металли-
ческую подложку. Большинство способов и
методов диффузионного насыщения рас-
смотрены в классификации на основе фазо-
вого состояния насыщающей среды.
При формировании толстослойных сили-
цидных покрытий на тугоплавких металлах
чаще всего используются химико-термичес-
кие методы, из которых можно выделить газо-
фазное силицирование порошковым мето-
дом. Данный метод характеризуется наиболь-
шей простотой и удобством. Чаще всего реа-
лизуется смешанный механизм нанесения
диффузионного покрытия. В этом случае тем-
пературный интервал формирования жела-
тельно выбирать таким, чтобы превалирова-
ла диффузия внутренней компоненты.
Порошковый метод чаще всего реализуют
в двух основных вариантах: безактивацион-
ном и с использованием активаторов (ве-
ществ, образующих летучие соединения кре-
мния). Силицирование может осуществлять-
ся в порошках кремния, ферросилиция, кар-
бида кремния и других кремнийсодержащих
соединений. В качестве инертных добавок,
предотвращающих спекание насыщающей
среды, используют окись алюминия, шамот,
двуокись кремния и др.
С увеличением толщины отдельной фазы
или всего слоя покрытия с течением времени
на фазовых границах устанавливается равно-
весие. При этом прямолинейный закон роста
слоев переходит в параболический, поскольку
процессом, определяющим скорость форми-
рования покрытия, становится диффузион-
ный процесс.
Диффузионные покрытия наследуют гео-
метрию подложки и усиливают все ее дефек-
ты. Это одна из существенных причин недо-
статочной воспроизводимости результатов
силицирования. Кроме этого, к образованию
и росту трещин и ухудшению защитного дейс-
твия покрытия приводят большие изменения
объема при образовании новых фаз в ходе
реакционной диффузии в системе кремний-
молибден. Аналогичные изменения проис-
ходят и в системах с другими тугоплавкими
металлами, например вольфрамом. Вследст-
вие таких больших объемных изменений в
слое дисилицида возникают внутренние на-
пряжения, приводящие к растрескиванию
покрытия. Подбор оптимальной толщины по-
крытия и скорости его формирования позво-
ляют несколько снизить растрескивание, од-
нако не устраняют его полностью. Наиболее
заметный эффект дает двухстадийное или
многостадийное формирование дисилици-
дов через низшие силициды соответствую-
щих металлов.
Молибден с меньшим размером зерна име-
ет более высокий предел текучести, который
ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
СИЛИЦИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА МОЛИБДЕНЕ: ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА
133ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
быстро уменьшается с ростом температуры.
Такое снижение предела текучести в пере-
ходной зоне типично для молибдена и других
металлов, которые претерпевают переход от
хрупкого к вязкому состоянию, и является
основной причиной изменения пластич-
ности.
ЛИТЕРАТУРА
1. High Temperature Structural Silicides//Proc. of
the First Hihg Temperature Structural Silicides
Workshop, USA, 1991 - Elsevier Sci. Publ., Am-
sterdam, 1992. – 278 p.
2. Нечипоренко Е.П., Петриченко А.П., Павлен-
ко Ю.Б. Защита металлов от коррозии. – Ха-
рьков: Вища школа, 1985. – 112 с.
3. Бялобжеский А., Красилов Б., Цирлин М. Вы-
сокотемпературная коррозия и защита сверх-
тугоплавких металлов. – М.: Атомиздат, 1977.
– С. 158-160.
4. Самсонов Г.В., Дворина Л.А., Рудь Б.М. Сили-
циды. – М.: Металлургия, 1979. – 271 с.
5. Gokhale А.В. and Abbaschian. G.J. The Mo-Si
(Molybdenum-Silicon) System//J. Phase Equilib-
ria, 1991. – Vol. 12, No. 4. – P. 493-498.
6. Свечников В., Кочержинский Ю., Юпко Л.
Диаграмма состояния системы молибден-
кремний//Диаграммы состояния металличес-
ких систем. – М.: Наука, 1971. – С. 116-119.
7. Chart T.G. Special Points of the Mo-Si System
//Met. Sci., 1974. – Vol. 8. – P. 344-348.
8. Massalski T.B. Binary alloy phase diagram. –
Pittsburgh: ASM. – 1986. – Р. 2666.
9. Нечипоренко Е., Полтавцев Н., Капустин В.,
Кондратов Ю.Т. Область гомогенности MoSi2
//Изв. АН СССР. Неорг. матер. – 1973.– Т. 9.
– С. 1829-1830.
10. Pankhurst D.A., Yuan Z., Nguyen-Manh D.,
Abel M.-L. et. al. Electronic structure and bon-
ding in Mo3Si, Mo5Si3, and Mo(Si, Al)2 alloys in-
vestigated by X-ray photoelectron spectroscopy
and density-functional theory//Phys. Rev. В,
2005. – Vol. 71. – P. 075114/1-6.
11. Chu F., Thoma D.J., McClellan K., Peralta P.,
He Y. Synthesis and properties of Mo5Si3 single
crystals//Intermetallics. – 1999. – Vol. 7. –
P. 611-620.
12. Свечников B., Кочержинский Ю., Юпко Л.
Свойства силицидов переходных металлов//
ДАН УССР, сер. А. – 1970, № 6. – С. 553.
13. Jiang D.E., Carter E.A.. Prediction of strong ad-
hesion at the MoSi2/Fe interface//Acta Materialia,
2005. – Vol. 53. – P. 4489-4496.
14. Курганский С.И., Левицкая Е.В., Переславце-
ва Н.С. Спектральные характеристики диси-
лицида молибдена//Вестник Воронежского
гос. университета. Серия физика, математи-
ка, 2002. – № 1. – С. 43-46.
15. Нечипоренко Е.П., Петриченко А.П., Павлен-
ко Ю.Б., Литовченко С.В. Силицидные покры-
тия на молибдене//Изв. АН СССР. Неорган.
матер. – 1988. – № 10. – С.1739-1741.
16. Hцnigschmid О. Silicides of Molybdenum, Tung-
sten, and Tantalum // Monatsh. Chem. – 1907. –
No. 28. – Р. 1017-1028.
17. Maxwell W.A. Study of molybdenum disilicide
for elevated temperature application//Proc. Met-
allurgy and Materials Information Meet., Oak
Ridge, TN, April 16-18, 1951, Rep. TID-5061.
18. Kanthal, Swed. Patent 155, 836, 1953.
19. Schlichting J. Molybdenum disilicide as a com-
ponent of modern high temperature composites
//High Temp. High Press. – 1978. – No. 10.–
P. 241.
20. Самсонов Г.В., Эпик А.П. Тугоплавкие покры-
тия. – М.: Металлургия, 1973. – 400 с.
21. Змий В.И., Руденький С.Г. Реакционноакти-
вированная диффузия и вакуумные покрытия
– Харьков: ННЦ ХФТИ, 2010. – 158 с.
22. Дубинин Г.Н. Диффузионное хромирование
сплавов.– М.: Машиностроение, 1964.– 340 с.
23. Дубинин Г.Н. Классификация методов диф-
фузионного насыщения поверхности сплавов
металлами//Диффузионные покрытия на ме-
таллах. – Киев: Наук. думка, 1965. – С. 3-12.
24. Химико-термическая обработка металлов и
сплавов. Справ./под ред. Л.С. Ляховича. – М.:
Металлургия, 1981. – 420 с.
25. Максимович Г., Шатинский В., Капылов В.
Физико-химические процессы при плазмен-
ном напылении и разрушении материалов с
покрытиями. – К.: Наук. думка, 1983.– 248 с.
26. Хашковский С., Борисенко А., Николаева Л.
и др. О взаимодействии в системе металл-
покрытие при наплавлении//Высокотемпера-
турная защита материалов.–1981.–С. 191-195.
27. Oxx G., Coffin L. Liquid-phase coating for Mo//
J. Тrans Metallurg. Soc. AIME. – 1960. –
Vol. 218, No. 3. – Р. 541.
28. Костиков В.И., Левина Н.П., Левин В.Я. Взаи-
модействие жидкого кремния с тугоплавкими
металлами//Изв. АН СССР. Неорганические
материалы. – 1969. – Т. 1. – С. 152.
29. Арзамасов Б.Н. Термодинамический анализ
циркуляционного метода получения покры-
тий/В кн.: Защитные покрытия на металлах.
– К.: Наукова думка, 1968. – С. 68-72.
С.В. ЛИТОВЧЕНКО, В.М. БЕРЕСНЕВ, А.А. ДРОБЫШЕВСКАЯ, П.В. ТУРБИН
134
30. Прокошкин Д., Арзамасов Б., Рябченко Е.
Силицирование металлов в тлеющем разряде
//Диффузионные покрытия на металлах. –
1965. – С. 38.
31. Иванов В.Е., Нечипоренко Е.П., Осипов А.Д.,
Матюшенко Н.Н. О вакуумном силицирова-
нии молибдена с регулируемой скоростью
доставки кремния//Жаростойкие покрытия. –
1965. – С.83-86.
32. Баландин Ю.А., Колпаков А.С. Диффузионное
силицирование в псевдоожиженном слое// Ме-
талловедение и термическая обработка ме-
таллов. – 2006, № 3. – С. 31-35.
33. Заваров А.С., Баскаков А.П., Грачев С.В.
Химико-термическая обработка в кипящем
слое. – М.: Машиностроение, 1985. – 160 с.
34. Нечипоренко Е.П., Петриченко А.П., Павлен-
ко Ю.Б., Литовченко С.В., Чишкала В.А. Жа-
ростойкие покрытия на молибдене на основе
низших силицидных фаз//Жаростойкие не-
органические покрытия: Тр. 13-го Всес.
совещ. по жарост. покр. – 1990. – С. 183-186.
35. Литовченко С.В., Чишкала В.А., Маслова Т.С.,
Кириченко В.Г., Грудницкий В.В., Шере-
мет В.И. Повышение стабильности многофаз-
ных силицидных покрытий на молибдене//
Вестник национального технич. университета
“ХПИ”. – 2005, № 52. – С. 94-98.
36. Сосновский Л.А., Эпик А.Н., Деркач В.Д. При-
менение активаторов в процессах диффузи-
онного контактного насыщения металлов в
порошках//Защитные высокотемпературные
покрытия. – 1972. – С.22-33.
37. Нечипоренко Е.П., Петриченко А.П., Павлен-
ко Ю.Б. и др. Исследование активированного
силицирования молибдена с применением
метода масс-спектрометрии//Высокотемпе-
ратурные физико-химические процессы на
границе раздела твердое тело-газ. – 1984 –
С. 111-113.
38. Змий В.И., Руденький С.Г.. Особенности ва-
куумного активированного диффузионного
насыщения металлов: термодинамика, меха-
низм и кинетика//Металлофизика и новейшие
технологии, 1998. – Т. 20, № 10. – С. 69-75.
39. Литовченко С.В.. Исследование структуры
силицидных покрытий на молибдене//Вісник
Харківського університету. Сер. фізична “Яд-
ра, частинки, поля”. – 1998. – № 421. –
С. 222-224.
40. Beidler E., Powell C.F., Campbell J.E. Forma-
tion of Mo-disilicide coatings//J. Electrochem.
Soc.. – 1951. – Vol. 98, No. 2. – P. 511.
41. Литовченко С.В., Нечипоренко Е.П., Чишка-
ла В.А., Шеремет В.И., Широков Б.М. Уско-
ренное формирование силицидных слоев на
молибдене//ВАНТ. Серия: Физика радиацион-
ных повреждений и радиационное материало-
ведение (80). – 2001. – № 4. – С. 108-110.
42. Литовченко С.В., Чишкала В.О., Івко Т.В., Гра-
нкін С.С. Вплив термодифузії на формування
силіцидів молібдену//Вестник нац. технич. ун-
та “ХПИ”.– 2007, № 31. – С. 19-25.
43. Змий В.И. Некоторые вопросы реакционной
диффузии в бинарных многофазных системах
//Металлофизика и новейшие технологии. –
1996. – Т. 18, № 1. – С. 53-61.
44. Литовченко С.В., Чишкала В.О., Маслова Т.С.,
Зубова С.Ю. Структура многослойного сили-
цидного покрытия и его стабильность//Вест-
ник Нац. техн. универ. “ХПИ”. – 2002. –
№ 17. – С. 127-130.
45. Способ силицирования молибденовых изде-
лий. – А.с. СССР № 1256437. МКИ С23 С10/
52/Е.П. Нечипоренко, А.П. Петриченко, Ю.Б.
Павленко, В.А. Чишкала, С.В. Литовченко. –
№ 3750554/22-02. Заявл. 05.06.1984.
46. Беккерев И.В. Металлы и сплавы – марки и
химический состав//Ульяновск: УлГТУ, 2007.
– С. 218.
47.http://www.infogeo.ru/metalls/news/;http://
www.mineral.ru
48. ТУ 48-19-203-85. Прутки из молибдена ме-
таллокерамического и вакуумной плавки, не-
отожженые. Технические условия.
49. ТУ 11-77 (Яе0.021.057 ТУ). Прутки молиб-
деновые.
50. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Ме-
талловедение и термическая обработка цвет-
ных металлов и сплавов. – М.: Металлургия,
1988. – 294 с.
51. Литовченко С.В., Береснев В.М., Малыхи-
на Т.В., Гравнова Л.В. Исследование рекрис-
таллизации промышленных марок молибдена
//Физическая инженерия поверхности. – 2011.
– Т. 9, № 2. – С. 142-149.
52. Молибден/Под ред. А.К. Натансона. – М.:
Иностр. лит., 1959. – 304 с.
53. Нечипоренко Е.П., Литовченко С.В., Чишка-
ла В.А., Маслова Т.С. Влияние меди на высо-
котемпературную стабильность силицидных
покрытий на молибдене//Эволюция дефект-
ных структур в конденсированных средах: Те-
зисы докл. – 1996. – С. 45.
54. Способ получения силицидных покрытий на
молибдене и его сплавах. – А.с. СССР №
1231904. МКИ С 23 С 12/02/Е.П. Нечипорен-
ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
СИЛИЦИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА МОЛИБДЕНЕ: ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА
135ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
ко, А.П.Петриченко, Ю.Б. Павленко, В.А. Чи-
шкала, С.В. Литовченко. – № 370516/22-02.
Заявл. 21.04.1984.
55. Способ силицирования изделий из молибде-
на. – А.с. СССР № 1251565. МКИ С23 С10/
52/Е.П. Нечипоренко, А.П. Петриченко, Пав-
ленко Ю.Б., Новицкий А.П., Чишкала В.А.,
С.В. Литовченко. – № 3744882/22-02, 3742675/
22-02. Заявл. 18.05.1984.
56. Павленко Ю.Б., Литовченко С.В., Чишка-
ла В.А., Маслова Т.С. Исследование процесса
силицирования молибдена в смесях на основе
химических соединений//Деп. в ОНИИТЭ-
ХИМ, № 466-CII90, 21.06.90. Опубл. в “Деп.
рук.”, 1990, № 11, б/о 314.
57. Способ силицирования изделий из молибдена.
– А.с. СССР № 1440078. МКИ С 23 С 10/44.
Е.П. Нечипоренко, Ю.Б. Павленко, А.П. Пе-
триченко, В.А. Чишкала, С.В. Литовченко. –
№ 4217077/31-02. Заявл. 25.03.1987.
58. Нечипоренко Е.П., Павленко Ю.Б., Чишка-
ла В.А., Литовченко С.В.. Формирование эв-
тектических силицидных покрытий на молиб-
дене//Порошковая металлургия. – 1993. –
№ 9-10. – С. 43-46.
59. Бялобжеский А.В., Цирлин М.С. Принципы
защиты тугоплавких металлов от высокотем-
пературного окисления//Защитные покрытия.
– 1979. – С. 3-8.
60. Литовченко С.В., Маслова Т.С., Матвиен-
ко Д.С. и др. Высокотемпературная стабиль-
ность силицидных покрытий на молибдене и
других тугоплавких металлах//Вiсник Харкiв-
ського національного унiверситету, серiя фi-
зична “Ядра, частинки, поля”. – 2001.– № 529,
Вип. 3/15. – С. 64-66.
61. Шатинский В.Ф., Нестеренко А.И. Защитные
диффузионные покрытия. – К.: Наукова
думка, 1988. – 277 с.
62. Литовченко С.В., Нечипоренко Е.П., Чишка-
ла В.А. и др. Исследование особенностей фа-
зообразования в системе кремний-молибден
//ВАНТ. Сер. “Вакуум, чистые металлы,
сверхпроводники”. – Вып. № 6 (7), 7 (8). –
1998. – С. 239-241.
63. Нечипоренко Е.П., Павленко Ю.Б., Литовчен-
ко С.В., Чишкала В.А.. Формирование эвтек-
тических силицидных покрытий на молибдене
//Порошковая металлургия.– 1993. – № 9-10.
– С. 43-46.
64. Дзядикевич Ю. Шляхи підвищення жаростій-
кості виробів із тугоплавких металів від висо-
котемпературного окислення//Українська
наука: минуле сучасне, майбутнє: Збірник
наукових праць. – 2008, Вип. 13. – С. 20-28.
65. Бурыкина А.Л., Дзядыкевич Ю.В., Эпик А.П.,
Сосновский Л.А. Применение боридных по-
крытий в качестве диффузионных барьеров
для тугоплавких металлов//Неорганические
и органосиликатные покрытия. – 1975. –
С.195-203.
LITERATURA
1. High Temperature Structural Silicides//Proc. of
the First Hihg Temperature Structural Silicides
Workshop, USA, 1991 - Elsevier Sci. Publ., Am-
sterdam, 1992. – 278 p.
2. Nechiporenko E., Petrichenko A., Pavlenko Yu.
Zaschita metallov ot korrozii. – Kharkov.: Vischa
shkola, 1985. – 112 s.
3. Byalobzheskij A.V., Krasilov B.I., Cirlin M.S.
Vysokotemperaturnaya korroziya i zaschita
sverhtugoplavkih metallov. – M.: Atomizdat, 1977.
– S. 158-160.
4. Samsonov G.V., Dvorina L.A., Rud B.M. Silicidy.
– M.: Metallurgiya, 1979. – 271 s.
5. Gokhale A.V. and Abbaschian. G.J. The Mo-Si
(Molybdenum-Silicon) System//J. Phase Equilib-
ria. – 1991. – Vol.12, No. 4. – P. 493-498.
6. Svechnikov V., Kocherzhinskij Yu., Yupko L. Di-
agramma sostoyaniya sistemy molibden-kremnij
//Diagrammy sostoyaniya metallicheskih sistem.
– 1971. – S. 116-119.
7. Chart T.G. Special Points of the Mo-Si System//
Met. Sci. – 1974. – Vol. 8. – P. 344-348.
8. Massalski T.B. Binary alloy phase diagram. –
Pittsburgh: ASM, 1986. – P. 2666.
9. Nechiporenko E., Poltavcev N., Kapustin V.,
Kondratov Yu.T. Oblast’ gomogennosti MoSi2//
Izv. AN SSSR. Neorg. mater. – 1973. – T. 9. –
S. 1829-1830.
10. Pankhurst D.A., Yuan Z., Nguyen-Manh D.,
Abel M.-L. et. al. Electronic structure and bond-
ing in Mo3Si, Mo5Si3, and Mo(Si, Al)2 alloys in-
vestigated by X-ray photoelectron spectroscopy
and density-functional theory//Phys. Rev. V. –
2005. – Vol. 71. – P. 075114/1-6.
11. Chu F., Thoma D.J., McClellan K., Peralta P.,
He Y. Synthesis and properties of Mo5Si3 single
crystals//Intermetallics. – 1999. – Vol. 7. –
P. 611-620.
12. Svechnikov B.H., Kocherzhinskij Yu.A., Yup-
ko L.M. Svojstva silicidov perehodnyh metallov
//DAN USSR, ser. A. – 1970. – № 6. – S. 553.
13. Jiang D.E., Carter E.A.. Prediction of strong ad-
hesion at the MoSi2/Fe interface//Acta Materialia.
– 2005. – Vol. 53. – P. 4489-4496.
14. Kurganskij S., Levickaya E., Pereslavceva N.
Spektralnye harakteristiki disilicida molibdena//
С.В. ЛИТОВЧЕНКО, В.М. БЕРЕСНЕВ, А.А. ДРОБЫШЕВСКАЯ, П.В. ТУРБИН
136
Vestnik Voronezhskogo gos. universiteta. Seriya
fizika, matematika. – 2002. – № 1. – S. 43-46.
15. Nechiporenko E.P., Petrichenko A.P., Pavlen-
ko Yu.B., Litovchenko S.V. Silicidnye pokrytiya
na molibdene//Izv. AN SSSR. Neorgan. mater.
– 1988. – № 10. – S.1739-1741.
16. Hцnigschmid O. Silicides of Molybdenum, Tung-
sten, and Tantalum//Monatsh. Chem. – 1907. –
No. 28. – P. 1017-1028.
17. Maxwell W.A. Study of molybdenum disilicide
for elevated temperature application//Proc. Met-
allurgy and Materials Information Meet., Oak
Ridge, TN. – 1951. – Rep. TID-5061.
18. Kanthal, Swed. – Patent 155, 836, 1953.
19. Schlichting J. Molybdenum disilicide as a com-
ponent of modern high temperature composites
//High Temp. High Press. –1978. – No. 10.–
P. 241.
20. Samsonov G.V., Epik A.P. Tugoplavkie pokrytiya.
– M.: Metallurgiya, 1973. – 400 s.
21. Zmij V.I., Rudenkij S.G. Reakcionnoaktiviro-
vannaya diffuziya i vakuumnye pokrytiya. – Har-
kov: NNC HFTI, 2010. – 158 s.
22. Dubinin G.N. Diffuzionnoe hromirovanie splavov.
– M.: Mashinostroenie, 1964. – 340 s.
23. Dubinin G.N. Klassifikaciya metodov diffuzion-
nogo nasyscheniya poverhnosti splavov metal-
lami//Diffuzionnye pokrytiya na metallah. – 1965.
– S. 3-12.
24. Himiko-termicheskaya obrabotka metallov i
splavov. Sprav./Pod red. L.S. Lyahovicha. – M.:
Metallurgiya, 1981. – 420 s.
25. Maksimovich G.G., Shatinskij V.F., Kapylov V.I.
Fiziko-himicheskie processy pri plazmennom
napylenii i razrushenii materialov s pokrytiyami.
– K.: Nauk. dumka, 1983. – 248 s.
26. Hashkovskij S.V., Borisenko A.I., Nikolaeva L.V.
i dr. O vzaimodejstvii v sisteme metall-pokrytie
pri naplavlenii//Vysokotemperaturnaya zaschita
materialov. – 1981. – S. 191-195.
27. Oxx G., Coffin L. Liquid-phase coating for Mo//
J. Trans Metallurg. Soc. AIME. – 1960. –
Vol. 218, No. 3. – P. 541.
28. Kostikov V.I., Levina N.P., Levin V.Ya. Vzaimo-
dejstvie zhidkogo kremniya s tugoplavkimi me-
tallami//Izv. AN SSSR. Neorganicheskie mate-
rialy. – 1969. – T. 1. – S. 152.
29. Arzamasov B.N. Termodinamicheskij analiz
cirkulyacionnogo metoda polucheniya pokrytij. V
kn.: Zaschitnye pokrytiya na metallah. – K.:
Naukova dumka, 1968. – S. 68-72.
30. Prokoshkin D.A., Arzamasov B.N., Ryabchen-
ko E.V. Silicirovanie metallov v tleyuschem raz-
ryade//Diffuzionnye pokrytiya na metallah. – K.:
Nauk. Dumka, 1965. – S. 38.
31. Ivanov V.E., Nechiporenko E.P., Osipov A.D.,
Matyushenko N.N. O vakuumnom silicirovanii
molibdena s reguliruemoj skorostyu dostavki
kremniya//Zharostojkie pokrytiya. – 1965. –
S. 83-86.
32. Balandin Yu.A., Kolpakov A.S. Diffuzionnoe sili-
cirovanie v psevdoozhizhennom sloe//Metallove-
denie i termicheskaya obrabotka metallov. –
2006, № 3. – S. 31-35.
33. Zavarov A.S., Baskakov A.P., Grachev S.V.. Hi-
miko-termicheskaya obrabotka v kipyaschem
sloe. – M.: Mashinostroenie, 1985. – 160 s.
34. Nechiporenko E.P., Petrichenko A.P., Pavlen-
ko Yu.B., Litovchenko S.V., Chishkala V.A. Zha-
rostojkie pokrytiya na molibdene na osnove niz-
shih silicidnyh faz//Zharostojkie neorganicheskie
pokrytiya: Tr. 13-go Vses. sovesch. po zharost.
pokr. – 1990. – S. 183-186.
35. Litovchenko S.V., Chishkala V.A., Maslova T.S.,
Kirichenko V.G., Grudnickij V.V., Sheremet V.I..
Povyshenie stabilnosti mnogofaznyh silicidnyh
pokrytij na molibdene//Vestnik nacionalnogo
tehnich. universiteta “HPI”. – 2005. – № 52. –
S. 94-98.
36. Sosnovskij L.A., Epik A.N., Derkach V.D. Pri-
menenie aktivatorov v processah diffuzionnogo
kontaktnogo nasyscheniya metallov v poroshkah
//Zaschitnye vysokotemperaturnye pokrytiya. –
1972. – S.22-33.
37. Nechiporenko E.P., Petrichenko A.P., Pavlen-
ko Yu.B. i dr. Issledovanie aktivirovannogo sili-
cirovaniya molibdena s primeneniem metoda
mass-spektrometrii//Vysokotemperaturnye fiziko-
himicheskie processy na granice razdela tverdoe
telo-gaz. – 1984 – S. 111-113.
38. Zmij V.I., Ruden’kij S.G.. Osobennosti vakuum-
nogo aktivirovannogo diffuzionnogo nasyscheniya
metallov: termodinamika, mehanizm i kinetika //
Metallofizika i novejshie tehnologii. – 1998. –
T. 20, № 10. – S. 69-75.
39. Litovchenko S.V.. Issledovanie struktury silicid-
nyh pokrytij na molibdene//Vіsnik Harkіvskogo
unіversitetu. Ser. fіzichna “Yadra, chastinki, po-
lya”. – 1998, № 421. – S. 222-224.
40. Beidler E., Powell C.F., Campbell J.E. Forma-
tion of Mo-disilicide coatings//J. Electrochem.
Soc. – 1951. – Vol. 98, No. 2. – P. 511.
41. Litovchenko S.V., Nechiporenko E.P., Chishka-
la V.A., Sheremet V.I., Shirokov B.M.. Uskoren-
noe formirovanie silicidnyh sloev na molibdene//
VANT. Ser. Fizika radiacionnyh povrezhdenij i
radiacionnoe materialovedenie (80). – 2001. –
№ 4. – S. 108-110.
42. Litovchenko S.V., Chishkala V.O., Іvko T.V.,
Grankіn S.S.. Vpliv termodifuzії na formuvannya
ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
СИЛИЦИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА МОЛИБДЕНЕ: ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА
137ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 2, vol. 10, No. 2
silіcidіv molіbdenu//Vestnik nac. tehnich. un-ta
“HPI”. – 2007. – № 31. – S. 19-25.
43. Zmij V.I. Nekotorye voprosy reakcionnoj diffuzii
v binarnyh mnogofaznyh sistemah//Metallofizika
i nov. tehnol. – 1996. – T. 18, № 1. – S. 53-61.
44. Litovchenko S.V., Chishkala V.O., Maslova T.S.,
Zubova S.Yu. Struktura mnogoslojnogo silicid-
nogo pokrytiya i ego stabilnost//Vestnik Nac. tehn.
univer. “HPI”. – 2002, № 17. – S. 127-130.
45. Sposob silicirovaniya molibdenovyh izdelij. – A.s.
SSSR № 1256437. MKI S23 S 10/52/ E.P. Ne-
chiporenko, A.P. Petrichenko, Yu.B. Pavlenko,
V.A. Chishkala, S.V. Litovchenko. – № 3750554/
22-02. Zayavl. 05.06.1984.
46. Bekkerev I.V. Metally i splavy – marki i himiches-
kij sostav//Ulyanovsk: UlGTU. – 2007. – S. 218.
47.http://www.infogeo.ru/metalls/news/; http://
www.mineral.ru
48. TU 48-19-203-85. Prutki iz molibdena metallo-
keramicheskogo i vakuumnoj plavki, neotozhzhe-
nye. Tehnicheskie usloviya.
49. TU 11-77 (Yae0.021.057 TU). Prutki molibdeno-
vye.
50. Kolachev B.A., Livanov V.A., Elagin V.I. Me-
tallovedenie i termicheskaya obrabotka cvetnyh
metallov i splavov. – M.: Metallurgiya, 1988. –
294 s.
51. Litovchenko S.V., Beresnev V.M., Malyhina T.V.,
Gravnova L.V. Issledovanie rekristallizacii pro-
myshlennyh marok molibdena//Fizicheskaya
inzheneriya poverhnosti, 2011. – T. 9, № 2. –
S. 142-149.
52. Molibden / Pod red. A. K. Natansona // M.: Inostr.
lit., 1959. – 304 s.
53. Nechiporenko E.P., Litovchenko S.V., Chishka-
la V.A., Maslova T.S. Vliyanie medi na vysoko-
temperaturnuyu stabilnost silicidnyh pokrytij na
molibdene//Evolyuciya defektnyh struktur v
kondensirovannyh sredah: Tezisy dokl. – 1996.
– S. 45.
54. Sposob polucheniya silicidnyh pokrytij na mo-
libdene i ego splavah.–A.s. SSSR № 1231904.
MKI S 23 S 12/02/E.P. Nechiporenko, A.P. Pet-
richenko, Yu.B. Pavlenko, V.A. Chishkala,
S.V. Litovchenko. – № 370516/22-02. Zayavl.
21.04.1984.
55. Sposob silicirovaniya izdelij iz molibdena.–A.s.
SSSR № 1251565. MKI S 23 S 10/52/E.P. Ne-
chiporenko, A.P. Petrichenko, Yu.B. Pavlenko,
A.P. Novickij, V.A. Chishkala, S.V. Litovchenko.
– № 3744882/22-02, 3742675/22-02. Zayavl.
18.05.1984.
56. Pavlenko Yu., Litovchenko S., Chishkala V., Ma-
slova T. Issledovanie processa silicirovaniya mo-
libdena v smesyah na osnove himicheskih soe-
dinenij//Dep. v ONIIT‘EHIM, № 466-CII90,
21.06.90. Opubl. v “Dep. ruk.”, 1990, № 11, b/o
314.
57. Sposob silicirovaniya izdelij iz molibdena.–A.s.
SSSR № 1440078. MKI S 23 S 10/44/E.P. Ne-
chiporenko, Yu.B. Pavlenko, A.P. Petrichenko,
V.A. Chishkala, S.V. Litovchenko. – № 4217077/
31-02. Zayavl. 25.03.1987.
58. Nechiporenko E., Pavlenko Yu., Chishkala V.,
Litovchenko S.V. Formirovanie evtekticheskih
silicidnyh pokrytij na molibdene//Poroshkovaya
metallurgiya. – 1993. – № 9-10. – S. 43-46.
59. Byalobzheskij A.V., Cirlin M.S. Principy zaschity
tugoplavkih metallov ot vysokotemperaturnogo
okisleniya//Zaschitnye pokrytiya. – 1979. –
S. 3-8.
60. Litovchenko S.V., Maslova T.S., Matvienko D.S.
i dr. Vysokotemperaturnaya stabil’nost’ silicidnyh
pokrytij na molibdene i drugih tugoplavkih metallah
//Visnik Harkivskogo nacіonalnogo universitetu.
seriya fizichna “Yadra, chastinki, polya”. – 2001.
– № 529. – Vip. 3/15. – S. 64-66.
61. Shatinskij V.F., Nesterenko A.I. Zaschitnye dif-
fuzionnye pokrytiya. – K.: Naukova dumka, 1988.
– 277 s.
62. Litovchenko S.V., Nechiporenko E.P., Chishka-
la V.A. i dr. Issledovanie osobennostej fazoobra-
zovaniya v sisteme kremnij-molibden//VANT.
Ser. “Vakuum, chistye metally, sverhprovodniki”.
– 1998.– Vyp. № 6 (7), 7 (8). – S. 239-241.
63. Nechiporenko E.P., Pavlenko Yu.B., Litovchen-
ko S.V., Chishkala V.A. Formirovanie evtekti-
cheskih silicidnyh pokrytij na molibdene//Poro-
shkovaya metallurgiya. – 1993. – № 9-10. –
S. 43-46.
64. Dzyadikevich Yu. Shlyahi pіdvischennya zha-
rostіjkostі virobіv іz tugoplavkih metalіv vіd vi-
sokotemperaturnogo okislennya//Ukraїnska nau-
ka: minule suchasne, majbutnє: Zbіrnik naukovih
prac. – 2008. – Vip. 13. – S. 20-28.
65. Burykina A.L., Dzyadykevich Yu.V., ‘Epik A.P.,
Sosnovskij L.A. Primenenie boridnyh pokrytij v
kachestve diffuzionnyh barerov dlya tugoplavkih
metallov//Neorganicheskie i organosilikatnye
pokrytiya. – 1975. – S.195-203.
С.В. ЛИТОВЧЕНКО, В.М. БЕРЕСНЕВ, А.А. ДРОБЫШЕВСКАЯ, П.В. ТУРБИН
|