Закономерности формирования структуры покрытий CrN, полученных вакуумно-дуговым испарением в атмосфере азота

Abstract

Розглянуто питання структурної інженерії покриттів системи Cr-N, отриманих вакуумно-дуговим випаровуванням катода Cr в азотній атмосфері. В якості змінюваних фізико-технологічних параметрів використовувалися: тиск азотної атмосфери (3,5…48) 10 – 4 Торр і негативний потенціал зсуву, що подається на підкладку в постійному (Uip – 120 В) і імпульсному (Uip – 1200 В) режимах. Збільшення тиску без імпульсного впливу дозволяє переходити від фази Cr + Cr2N до фази текстурованих кристалітів CrN з віссю [111]. Перехід від металевої фази до нитридної супроводжується зменшенням середнього розміру кристалітів. Додаткова подача імпульсного потенціалу дозволяє інтенсифікувати процес утворення нітридів і стимулює при високих тисках формування радіаційностійкої текстури з віссю [110].

Рассмотрены вопросы структурной инженерии покрытий системы Cr-N, полученных вакуумно- дуговым испарением катода Cr в азотной атмосфере. В качестве изменяемых физико-технологических параметров использовались: давление азотной атмосферы (3,5…48) 10 – 4 Торр и отрицательный потенциал смещения, подаваемый на подложку в постоянном (Ub – 120 В) и импульсном (Uip – 1200 В) режимах. Увеличение давления без импульсного воздействия позволяет переходить от Cr + Cr2N фаз к текстурированным кристаллитам CrN фазы с осью [111]. Переход от металлической фазы к нитридной сопровождается уменьшением среднего размера кристаллитов. Дополнительная подача импульсного потенциала позволяет интенсифицировать процесс образования нитридов и стимулирует при высоких давлениях формирование радиационно-стойкой тестуры с осью [110].

The questions of structural engineering of Cr-N system coatings produced by vacuum arc evaporation of Cr cathode in a nitrogen atmosphere are considered. As the variable physical and technological parameters we have used the following ones: pressure of nitrogen atmosphere (3.5…48) 10–4 Torr and negative bias potential applied to the substrate in constant (Ub – 120 V) and pulse (Uip – 1200 V) modes. Increase in the pressure without pulse action allows to transfer from Cr + Cr2N phase to phase of textured CrN crystallites with [111] axis. The transition from the metallic phase to the mechanical nitride is accompanied by a decrease in the average size of crystallites. Additional supply of impulse capacity allows to intensify the process of formation of nitrides and stimulates formation at high pressure of radiationresistant texture units with the [110] axis.