Влияние потенциала подложки при осаждении и размерного фактора на структуру, напряженное состояние и физико-механические характеристики многослойных TiN/Ti покрытий

Abstract

Установлено, что в слоях нитрида титана, толщиной 300 нм и более при подаче потенциала смещения развивается текстура [111]. Степень совершенства текстуры повышается с увеличением толщины слоя, что свидетельствует о ростовом характере зарождения такого типа текстуры, стимулированной ионной бомбардировкой при осаждении вакуумно-дуговых покрытий. При подаче потенциала смещения происходит рост макродеформации в TiN фазе. Причем выход на максимальное значение деформации происходит уже при относительно невысоком Us= –40 ÷ –70 В, а при большем Us при сохранении практически постоянного значения макродеформации сжатия около 2%, происходит рост совершенства текстуры и обеднение по легким атомам. При толщине слоя титана в многослойной системе TiN/Ti менее 125 нм механические свойства сохраняются достаточно высокими (твердость 34 ÷ 36 ГПа при модуле упругости 413 ÷ 434 ГПа), что делает их перспективными для использования при высокой знакопеременной нагрузке.

Встановлено, що в шарах нітриду титану товщиною 300 нм і більше при подачі потенціалу зсуву розвивається текстура [111]. Ступінь досконалості текстури підвищується зі збільшенням товщини шару, що свідчить про ростовий характер зародження такого типу текстури, стимульованої іонним бомбардуванням при осадженні вакуумно-дугових покриттів. При подачі потенціалу зсуву відбувається ріст макродеформації в TіN фазі. Причому вихід на максимальне значення деформації відбувається вже при відносно невисокому Us= –40 ÷ –70 В, а при більшому Us при збереженні практично постійного значення макродеформації стиску близько 2%, відбувається ріст досконалості текстури і збідніння по легких атомах. При товщині шару титану в багатошаровій системі TіN/Tі менш 125 нм механічні властивості зберігаються досить високими (твердість 34 ÷ 36 ГПа при модулі пружності 413 ÷ 434 ГПа), що робить їх перспективними для використання при високому знакозмінному навантаженні.

It is established that the layers of titanium nitride thickness of 300 nm or more when applying the bias potential developed texture [111]. The degree of perfection of texture increases with increasing thickness, indicating that the nature of growth nature of this type of texture, the stimulated ion bombardment in the deposition of vacuum-arc coatings. When applying the bias potential is increased in macrodeformation TiN phase. The yield on the maximum deformation occurs at a relatively low Us = –40 ÷ –70 V, and at higher while maintaining Us virtually constant value macrodeformation compression of about 2%, there is a growing perfection of texture and the depletion of light atoms. When the thickness of the layer of titanium in a multilayer system TiN/Ti less than 125 nm, the mechanical properties remain high enough (hardness 34 ÷ 36 GPa modulus of elasticity 413 ÷ 434 GPa) makes them promising for use at high alternating load.