ми в плівку замуровуються нейтральні частинки реакційного газу і титану, що сприяє підвищенню кін?? ентраціі дефектів покриття (a -Ti, пористості, напливів).
Час процесу напилення відповідно до островковой моделлю нанесення покриттів нелінійно збільшує товщину покриття: в початковий момент зростання плівка формується у вигляді острівців і інтенсивність відбиття частинок від підкладки порівняно мала; при подальшому зростанні острівці починають зливатися, частка покритої поверхні збільшується і збільшується рівноймовірно проходження процесів осадження і розпилення покриття. Отже, товщина покриття інтенсивно зростає протягом перших 1,5-2 хвилин, а надалі її зростання сповільнюється (рисунок 4.2). При збільшенні товщини плівки погіршуються морфологічні властивості покриття, тому максимум міцності припадає на її розмір в межах 5..10 мкм [28].
Малюнок 4.1 - Графік залежності товщини покриття від часу конденсації.
Зі зміною тиску азоту в камері колір покриття зразків змінюється від світло-золотисто-жовтого (P=0,035 Па) до темно-золотисто-жовтого (P=1,04 Па). У зразка, напиленого при P=0,013 Па, колір покриття світло-сіро-жовтий. При низькому тиску азоту (P=0,013-0,035 Па) утворюються щільні бестекстурние безпористі покриття з великим вмістом крапельної фази, яка у разі розташування на кордоні конденсат - підкладка є причиною зниження міцності їх зчеплення. Таке великий вміст крапельної фази пояснюється зниженням реакційної здатності азоту і збільшенням довжини вільного пробігу іонів титану при низьких значеннях тиску реакційного газу. При тиску азоту P=0,058-0,81 Па формується дрібна щільна текстура, близька до стехіометричному складу TiN, яка характеризується оптимальним, з точки зору металевих властивостей, співвідношенням металевої та іонної складових зв'язку. При цьому зміст крапельної фази зменшується, а кількість пір і відшарувань збільшується. При подальшому підвищенні тиску велике число вільних іонів азоту призводить до різкого збільшення кількості пір і відшарувань.
Малюнок 4.2 - Залежність мікротвердості TiN - покриття від тиску азоту
Проаналізувавши результати дослідження, можна зробити висновок про те, що зразки, отримані при тиску азоту Р=0,081-0,81 Па, мають найбільш рівномірно розподілену дрібну щільну структуру, мінімальний вміст крапельної фази, пор, напливів , відшарувань і найбільші значення мікротвердості (малюнок) і, отже, будуть найбільш працездатні при використанні на ріжучих інструментах.
Досліджувався рельєф зразків методами скануючої зондової мікроскопії, наноіндентування і склерометри за допомогою скануючого нанотвердомера НаноСкан - 3D . Мікроскопічний аналіз плівок виявив неоднорідність структури і утворення мікрокраплинної металевої фази (малюнок 4.3).
Малюнок 4.3 - Рельєф зразка. СЗМ (скануючий зондовий мікроскоп) зображення. Розмір зображення 15,4? 25,4 мкм.
Основним недоліком установки ННВ6.6-И1 є наявність крапельної фази raquo ;, тобто крапель металу вирваних з поверхні катода при його плавленні. Дефекти покриття від крапельної фази проявляються у вигляді підвищення параметра шорсткості, виступанія крапель металу над покриттям і отриманню неоднорідного покриття з нітриду і крапель металу в ньому.
Для виключення мікрокраплинної металевої фази розроблена додаткова система сприяє зменшенню пористості покриття, зменшенню шорсткості, підвищенню стійкості. Краплевловлювач виконаний з керамічного матеріалу, електрично ізольований від корпусу і встановлений від катода на відстані, рівному діаметру катода, причому діаметр краплевловлювача дорівнює діаметру катода.
Малюнок 4.4 - Пристрій уловлювання крапельної фази металу дугових випарників: катод - 2, вакуумна камера - 1, каплеуловитель - 9
Умова електроізоляції краплевловлювача від усіх елементів пристрою забезпечує високу продуктивність процесу, завдяки безперешкодному проходженню в об'єм камери іонів испаряемого металу, які в основному і формують покриття. Даний пристрій дозволяє отримувати якісні однорідні конденсати без крапельної фази з високою продуктивністю. Даний пристрій є патентоспроможним. Нами подана заявка на отримання патенту на корисну модель №2011113754 від 08.04.11.
. 2 Характеристики нітрідтітановим покриття
Для визначення характеристик і режимів нанесення покриття як підкладку використовували металорізальні інструменти. Основними параметрами, якими слід оперувати для керування властивостями покриття, є наступні: тиск реактивного газу в камері, струм дуги випарника, напруга іонного очищення опорна напруга, час нанесення покриття. Як показали експерименти дослідження, протікання процесу ...
