litceysel.ru
добавить свой файл
1




Гончаров И.Ю.

к.ф.- м. н., доцент кафедры

естественнонаучных дисциплин

Белгородского университета

потребительской кооперации



Влияние степени легирования на электропроводность и морфологию углеродных алмазоподобных покрытий


Бурно развивающаяся область модификации поверхности – это нанокомпозиты на основе сверхтонких слоев покрытий различных материалов получаемые вакуумно-дуговым методом. Покрытия, полученные по такой технологии, отличаются более высокими микротвердостью, модулем упругости, износостойкостью, термостойкостью и т. д.

Сверхтвердые углеродные покрытия, получаемые импульсный вакуумно-дуговой на холодной подложке, характеризуются высоким значением внутренних напряжений сжатия, достигающих 10 ГПа и больше [1], которые в значительной степени ограничивают область их применения в микромеханике и нанотехнологии. Традиционным путем снижения внутренних напряжений в структурах, получаемых в неравновесных условиях, является их отжиг [2]. Однако при этом возможна графитизация покрытия и, как следствие, ухудшение всех свойств этих покрытий.

Импульсный вакуумно-дуговой [3] метод имеет ряд преимуществ перед стационарным методом получения сверхтвердых углеродных покрытий. А именно, он позволяет получать существенно большие плотности плазмы и, кроме того, регулировать величину энергии ионов без приложения ускоряющего потенциала к подложке. Особое значение эти преимущества имеют в случае применения наноразмерных углеродных покрытий на изделиях микромеханики. Ранее установлено, что приложение ускоряющего потенциала к подложке приводит к увеличению величины внутренних напряжений и степени шероховатости получаемых покрытий [4].

Задачей данной работы является определение влияния легирования азотом, вольфрамом и алюминием на свойства углеродных наноразмерных покрытий, получаемых импульсным вакуумно-дуговым методом.


В качестве эксперимента нами были исследованы углеродные покрытия, легированные вольфрамом, алюминием и азотом.

Производительность процесса осаждения чистого углеродного покрытия (С), углеродного покрытия, легированного азотом (C:N), вольфрамом (C:W) и алюминием (C:Al), составляет 0.1, 0.06, 0.02 и 0.04 нм/импульс соответственно.

Частота следования импульсов – 2.5 Гц. Температура подложки при этом не превышала 100 °С. Предварительно вакуумная камера откачивалась до давления