Напружений стан та структура іонно-плазмових конденсатів з гексагональною і кубічною решіткою - Автореферат

Однак, систематизовані дослідження впливу рівня енергії частинок, що формують плівки, на структуру і напружений стан плівок в літературі практично відсутні. Метою дисертаційної роботи є експериментальне встановлення особливостей структури, субструктури, текстури і напруженого стану іонно-плазмових конденсатів W, Ti, Ti-N, Cr-N, Ti-Cr-N, визначення впливу енергії частинок, що осаджуються, на процеси росту плівок, а також подальший розвиток уявлень про механізми формування структури і виникнення стискаючих залишкових напружень в конденсатах, отриманих з потоків енергетичних частинок. розробити методику оцінки енергії частинок, що беруть участь у формуванні покриттів при магнетронному розпиленні; виявити вплив енергії частинок на особливості структури і напруженого стану іонно-плазмових конденсатів; дослідити особливості формування структури на початкових стадіях росту плівок шляхом дослідження тонких нанометрових шарів у багатошарових композиціях; Предмет дослідження: елементний і фазовий склад, текстура, субструктура і залишкові напруження в плівках в залежності від параметрів осадження; вплив енергії частинок, що формують конденсат, на структуру і напружений стан; механізм формування стискаючих залишкових напружень в іонно-плазмових плівках.Показано, що конденсати, отримані іонно-плазмовими методами, зазнають одночасного впливу двох чинників: радіаційного, зумовленого бомбардуванням поверхні плівки энергетичними частинками, і хімічного, повязаного з взаємодією речовини, що осаджується, з частинками робочого газу і залишкової атмосфери. У більшості робіт аналізується вплив на знак і величину напружень окремих параметрів осадження: складу і тиску газу у вакуумній камері, швидкості осадження, величини потенціалу зміщення, який подається на мішень або підкладку. Розглянуті фізичні процеси, які відбуваються при бомбардуванні поверхні кристалів низькоенергетичними іонами, наведені результати математичного моделювання росту плівок, осаджених з атомно-іонних потоків, і обговорено вплив дії радіаційного чинника на процес конденсації. Плівки Ti товщиною 2,5 мкм наносили вакуумно-дуговим способом з використанням установки “Булат-5” одночасно на мідні і стальні підкладки при тиску залишкових газів у вакуумній камері 1,3?10-3 Па. б - залежність стискаючих залишкових напружень в ?-W фазі тонких (t ?1 мкм) плівок від середньої енергії атомів вольфраму, що осаджуються (незабарвленими символами позначені точки, які відповідають плівкам з товщиною 2-4 мкм). монокристалічний пружний плазмовий плівкаОтримані такі наукові та практичні результати: Розроблена методика рентгенографічного вивчення напруженого стану монокристалічних і текстурованих матеріалів з гексагональною структурою, яка дозволяє одночасно визначати рівень залишкових напружень у плівках і параметри кристалічної решітки, що відповідають ненапруженому стану. Уперше встановлено, що кристаліти текстурованої фракції в плівках a-Ti зазнають деформації стиску у напрямку перпендикулярному щільноупакованим площинам. Виявлено зниження рівня стискаючих залишкових напружень поблизу підкладки, яке може бути обумовлене зменшенням питомого обєму при кристалізації аморфної фази, сформованої на початковій стадії росту плівки. Встановлено, що рівень стискаючих залишкових напружень в ?-W фазі тонких (t<1 мкм) плівок лінійно росте із збільшенням середньої енергії атомів вольфраму. Встановлено, що тонкі (<10 нм) шари є аморфними і мають структуру з ближнім порядком, подібним до структури кристалічного W3O, що виявляється в більш товстих плівках, отриманих в аналогічних умовах.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ