Synthesis of Ti-Si and Ti-Si-N coatings by condensation of filtered vacuum-arc plasma

Abstract

Synthesis of Ti-Si and Ti-Si-N coatings using a filtered vacuum-arc plasma source with consumable titaniumsilicon cathode was investigated. The thickness of films and their elemental composition were defined by means of the X-ray fluorescent analysis. It has been established, that the silicon concentration in coating can be changed over a wide range, from zero to the maximum value defined by silicon content in the cathode, by adjustment deposition process parameters – working gas pressure, substrate negative bias voltage, magnetic field intensity and its spatial distribution.

Досліджено процес синтезу Ti-Si- та Ti-Si-N–покриттів з використанням джерела фільтрованої вакуумно- дугової плазми з титан-силіцієвим катодом, що витрачається. Товщина плівок та їх елементний склад визначались рентгенофлуоресцентним методом. Установлено, що концентрація силіцію в покритті може змінюватись в широкому діапазоні, від нуля до максимальної величини, що визначається вмістом силіцію в катоді, шляхом регулювання параметрів процесу – тиску робочого газу, негативної напруги зміщення на підкладці, напруженості та просторового розподілу магнітних полів.

Исследован процесс синтеза Ti-Si- и Ti-Si-N–покрытий с использованием источника фильтрованной вакуумно-дуговой плазмы с титан-кремниевым катодом. Толщина плёнок и их элементный состав определялись рентгенофлуоресцентным методом. Установлено, что концентрация кремния в покрытии может быть изменена в широких пределах, от нуля до максимальной величины, определяемому содержанием кремния в катоде, путём регулировки параметров процесса осаждения – давления рабочего газа, отрицательного напряжения смещения на подложке, напряжённости и пространственного распределения магнитных полей.