Необходимо зарегистрироваться, чтобы получить доступ к полным текстам статей и выпусков журналов!
- Название статьи
- Эволюция структуры пленок в процессе электронно-лучевого, термического, анодно- и катодно-дугового испарения
- Авторы
- Каменева Анна Львовна annkam789@mail.ru, канд. техн. наук; доцент кафедры "Инновационные технологии машиностроения", Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет", г. Пермь, Россия
- В разделе
- МОДЕЛИРОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ, ПРОЦЕССОВ И КОНСТРУКЦИЙ
- Ключевые слова
- модель структурных зон / поликристаллические пленки / эволюция структуры / температурные и технологические условия осаждения / метод испарения
- Год
- 2015 номер журнала 4 Страницы 6 - 14
- Индекс УДК
- 621.793.14
- Код EDN
- Код DOI
- Тип статьи
- Научная статья
- Аннотация
- Проанализированы модели структурных зон (МСЗ) пленок, сформированных электронно-лучевым, термическим, анодным и катодным испарением. Эволюция структуры пленок в моделях структурных зон изучена в зависимости от температурных, технологических и физических параметров процесса осаждения: температуры подложки, миграции межзеренных границ, уровня загрязнения пленки, концентрации примеси, зависящей от отношения интенсивностей входных потоков примеси и металла, давления газовой смеси аргона и азота. В низкотемпературном интервале 0,15<Tподл/Тпл< 0,23 (отношение температуры подложки (Tподл) к температуре плавления материала осаждаемой пленки (Tпл) в Кельвинах) изучена эволюция структуры трехкомпонентных тонких поликристаллических Ti1-хAlxN и TixZr1-хN пленок с Тпл ~ 4000 К. Установлены стадии формирования Ti1-хAlxN и TixZr1-хN пленок в процессе катодно-дугового испарения и разработана МСЗ пленок в зависимости от Tподл/Тпл и скорости нагрева пленки в процессе ее осаждения Vнагр. Показано, что оптимальная величина Vнагр.= 6 K/мин способствует увеличению подвижности адатомов, уменьшению разориентации кристаллитов, их преимущественному ориентированию и формированию сплошной наноструктурированной пленки с гомогенной структурой в направлении формирования. Использование наноструктурированных пленок с заданным строением и составом позволяет получить поверхности режущего инструмента и пар трения, обладающие новым комплексом физико-механических, антифрикционных, адгезионных и коррозионных свойств, а также износо-, трещино- и теплостойкостью, что не свойственно материалу их основы.
- Полный текст статьи
- Необходимо зарегистрироваться, чтобы получить доступ к полным текстам статей и выпусков журналов!
- Список цитируемой литературы
-
Мовчан Б. А., Демчишин А. В. Исследование структуры и свойств толстых вакуумных конденсатов никеля, титана, вольфрама, окиси алюминия и двуокиси циркония // Физика металлов и металловедение. 1969. Т. 28. Вып. 4. С. 653-660.
Структура вакуумных конденсатов стабилизированного диоксида циркония / Г. И. Баталин, В. Д. Кушков, А. В. Качур, Н. И. Гречанюк // Докл. АН УССР. Сер. А. 1983. № 3. С. 82-84.
Бочкарев А. А., Полякова В. И. Процессы формирования микро- и нанодисперсных систем. - М.: Изд-во РАН, 2010. - 468 с.
Патон Б. Е., Кишкин С. Т., Строганов Г. Б. Жаропрочность литейных никелевых сплавов и защита их от окисления. - Киев: Наукова думка, 1987. - 256 с.
Thornton J. A. Influence of apparatus geometry and deposition conditions on the structure and topography // J. Vac. Sc. and Tech. 1974. V. 11. P. 666-670.
Палатник Л. С., Фукс М. Я., Косевич В. М. Механизм образования и субструктура конденсированных пленок. - М.: Наука, 1972. - 320 с.
Chopra K. L., Kandlett M. R. Influence of deposition parameters on the coalescence stage of growth of metal films// J. Applied Physic. 1968. V. 39. No. 3. P. 1874-1881.
Эйзнер Б. А. Научные основы технологических процессов нанесения многокомпонентных покрытий различного функционального назначения вакуумным электродуговым методом: дис. … д-ра техн. наук. - Минск: Белорус. гос. ун-т. 1993. - 463 с.
Grovenor C. R. M., Hentzell H. T. G., Smith D. A. The development of grain structure during growth of metallic films // ActaMetallogr. 1984. V. 32. Р. 773-781.
Thornton J. High-rate thick-film growth // Annu. Rev. Mater. Sci. 1977. V. 7. Р. 239-260.
Messier R., Giri A. P., Roy R. A. Revised structure zone model for thin film physical structure // J. Vac. Sci. Technol. 1984. V. A2. Р. 500-503.
Microstructure in Tungsten Sputtered Thin Films / A. M. Haghiri-Gosnet, F. R. Lodan, C. Mayeux, H. Larnois // J. Vac. Sci. Technol. 1989. V. A7. P. 2663-2669.
Hentzell H. T. G., Anderson B., Karlsson S. E. Grain size and growth of Ni-Rich Ni-Al alloy films // Acta Metall. 1983. V. 31. P. 2103-2111.
Barna P. B. The evaluation of the technology for depositing NiCr resistive films // Proc. 9th Int. Vacuum Cong. Eds. de Segovia. - Madrid, 1983. Р. 379-382.
Sürgers C., Strunk C., Löhneysen H. V. Effect of substrate temperature on the microstructure of thin niobium films // Thin Solid Films. 1994. V. 239. Р. 51-56.
Misják Fanni. Szerkezetkialakulás Többfázisú Vékonyrétegekben: Doktoriértekezés. - Budapest: Műszaki Fizikaiés anyagtu dományi kutatóintézet, 2009. - 117 p.
Wen-Jun Chou. Processing and Properties of Metal Nitride Thin Films Deposited by PVD Methods: PhD thesis. - The Republic of China: National Tsing Hua University, 1992. - 177 p.
Wang L. Investigation of the mechanical behavior of freestanding polycrystalline gold films deposited by evaporation and sputtering methods: Doctoral dissertation. - Auburn, Alabama: Auburn University, 2007. - 195 p.
Adamik M., Barna P. B. Role of underlayers in the development of evolutionary texture in polycrystalline thin films // J. Surf. and Coat. Technol. 1996. V. 80. No. 1-2. Р. 109-112.
Microstructural evolution during film growth / I. Petrov, P. B. Barna, L. Hultman, J. E. Greene // J. of Vacuum Science and Technology. 2003. V. A 21. No 5. P. 117-128.
Rauschenbach B., Gerlach J. W. Texture development in titanium nitride films grown by low-energy ion assisted deposition // Cryst. Res. Technol. 2000. V. 35. Р. 675-688.
Schneider J. M., Sproul W. D., Matthews A. Magnetron sputtering Reactive ionized magnetron sputtering of crystalline alumina coatings // Surf. Coat. Technol. 1998. V. 98. P. 1473-1476.
Mausbach M. Microstructure of copper films condensed from a copper plasma with ion energies between 2 and 150 eV. // Surf. Coat. Technol. (1995). V. 74-75. P. 264-272.
Каменева А. Л., Сушенцов Н. И., Трофимов Е. М. Изучение влияния технологических и температурных условий формирования пленок на основе Ti-Al-N методом электродугового испарения на их структуру, свойства, механизм и стадии формирования // Вестник ПГТУ. Машиностроение, материаловедение. 2010. Т. 12. № 1. С. 63-75.
Каменева А. Л., Каменева Д. В. Изучение процесса структурообразования ионно-плазменных пленок в зависимости от температурных условий формирования // Там же. № 2. С. 46-57.
Установление корреляционной связи между температурными условиями формирования ионно-плазменных пленок и процессом их структурообразования / А. Л. Каменева, В. Н. Анциферов, Г. А. Сапегин, Д. В. Каменева, М. В. Баяндина // Вестник Магнитогорского технического университета им. Г. И. Носова. 2010. № 2(30). С. 61-68.
Каменева А. Л. Cтруктурные и фазовые превращения в пленках в зависимости от положения подложки в потоке плазмообразующих частиц // Конструкции из композиционных материалов. 2011. № 1. С. 51-62.
Kameneva A. L. Forming Stages of Polycrystalline Thin Films Depending on the Nitrogen Concentration in Mixed Gas // Journal of Materials Sciences and Applications. 2011. V. 2. Nо. 1. Р. 6-13.
Kameneva A. L., Soshina T. O., Guselnikova L. N. An influence of a substrate voltage bias and temperature conditions on structure and phase modification in single-component ion-plasmas' films // Journal of Surface Science and Nanotechnology. 2011. V. 9. No. 11. Р. 34-39.
Kameneva A. L., Soshina T. O., Guselnikova L. N. Forming and nanostructuring processes of film with main hexagonal phase TiN0,3 during arc spraying // Journal of Biophysical Chemistry. 2011. V. 2. No. 1. P. 26-31.
- Купить
