Вплив прискорюючої дії напруги імпульсного ВЧ генератора на властивості нанокомпозитних нітридних покриттів

В короткому огляді на прикладі вивчення особливостей формування наноструктурованих вакуумно-дугових нітридних покриттів проаналізовано вплив дії імпульсного ВЧ генератора на властивості покриттів. Встановлено, що застосування імпульсного ВЧ генератора впливає на підвищення якості нанокомпозитних пок...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2017
1. Verfasser:	Турбін, П.В.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України 2017
Schriftenreihe:	Журнал физики и инженерии поверхности
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/130540
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Вплив прискорюючої дії напруги імпульсного ВЧ генератора на властивості нанокомпозитних нітридних покриттів / П.В. Турбін // Журнал физики и инженерии поверхности. — 2017. — Т. 2, № 2-3. — С. 86–98. — Бібліогр.: 21 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-130540
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1305402018-02-17T03:02:57Z Вплив прискорюючої дії напруги імпульсного ВЧ генератора на властивості нанокомпозитних нітридних покриттів Турбін, П.В. В короткому огляді на прикладі вивчення особливостей формування наноструктурованих вакуумно-дугових нітридних покриттів проаналізовано вплив дії імпульсного ВЧ генератора на властивості покриттів. Встановлено, що застосування імпульсного ВЧ генератора впливає на підвищення якості нанокомпозитних покриттів за рахунок оптимізації розмірів кристалітів, сприяє зниженню вмісту крапельної складової та поліпшенню властивостей покриттів. В кратком обзоре на примере изучения особенностей формирования наноструктурированных вакуумно-дуговых нитридных покрытий проанализировано влияние действия импульсного ВЧ генератора на свойства покрытий. Установлено, что применение импульсного ВЧ генератора влияет на повышение качества нанокомпозитных покрытий за счет оптимизации размеров кристаллитов, способствует снижению содержания капельной составляющей и улучшению свойств покрытий. In the brief overview on an example of the study of the peculiarities of the formation of nanostructured vacuum-arc nitride coatings, the effect of the pulsed RF generator on the properties of the coatings was analyzed. It is established that the use of a pulsed RF generator influences the improvement of the quality of nanocomposite coatings by optimizing the size of crystallites, helps to reduce the content of the droplet component and improves the properties of the coatings. 2017 Article Вплив прискорюючої дії напруги імпульсного ВЧ генератора на властивості нанокомпозитних нітридних покриттів / П.В. Турбін // Журнал физики и инженерии поверхности. — 2017. — Т. 2, № 2-3. — С. 86–98. — Бібліогр.: 21 назв. — укр. 2519-2485 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/130540 621.793.1 uk Журнал физики и инженерии поверхности Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
description	В короткому огляді на прикладі вивчення особливостей формування наноструктурованих вакуумно-дугових нітридних покриттів проаналізовано вплив дії імпульсного ВЧ генератора на властивості покриттів. Встановлено, що застосування імпульсного ВЧ генератора впливає на підвищення якості нанокомпозитних покриттів за рахунок оптимізації розмірів кристалітів, сприяє зниженню вмісту крапельної складової та поліпшенню властивостей покриттів.
format	Article
author	Турбін, П.В.
spellingShingle	Турбін, П.В. Вплив прискорюючої дії напруги імпульсного ВЧ генератора на властивості нанокомпозитних нітридних покриттів Журнал физики и инженерии поверхности
author_facet	Турбін, П.В.
author_sort	Турбін, П.В.
title	Вплив прискорюючої дії напруги імпульсного ВЧ генератора на властивості нанокомпозитних нітридних покриттів
title_short	Вплив прискорюючої дії напруги імпульсного ВЧ генератора на властивості нанокомпозитних нітридних покриттів
title_full	Вплив прискорюючої дії напруги імпульсного ВЧ генератора на властивості нанокомпозитних нітридних покриттів
title_fullStr	Вплив прискорюючої дії напруги імпульсного ВЧ генератора на властивості нанокомпозитних нітридних покриттів
title_full_unstemmed	Вплив прискорюючої дії напруги імпульсного ВЧ генератора на властивості нанокомпозитних нітридних покриттів
title_sort	вплив прискорюючої дії напруги імпульсного вч генератора на властивості нанокомпозитних нітридних покриттів
publisher	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
publishDate	2017
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/130540
citation_txt	Вплив прискорюючої дії напруги імпульсного ВЧ генератора на властивості нанокомпозитних нітридних покриттів / П.В. Турбін // Журнал физики и инженерии поверхности. — 2017. — Т. 2, № 2-3. — С. 86–98. — Бібліогр.: 21 назв. — укр.
series	Журнал физики и инженерии поверхности
work_keys_str_mv	AT turbínpv vplivpriskorûûčoídíínaprugiímpulʹsnogovčgeneratoranavlastivostínanokompozitnihnítridnihpokrittív
first_indexed	2025-07-09T13:48:02Z
last_indexed	2025-07-09T13:48:02Z
_version_	1837177384737964032
fulltext	86 Журнал фізики та інженерії поверхні, 2017, том 2, № 2–3, сс. 86–98; Журнал физики и инженерии поверхности, 2017, том 2, № 2–3, сс. 86–98; Journal of Surface Physics and Engineering, 2017, vol. 2, No. 2–3, pp. 86–98 © Турбін П. В., 2017 УДК 621.793.1 ВПЛИВ ПРИСКОРЮЮЧОЇ ДІЇ НАПРУГИ ІМПУЛЬСНОГО ВЧ ГЕНЕРАТОРА НА ВЛАСТИВОСТІ НАНОКОМПОЗИТНИХ НІТРИДНИХ ПОКРИТТІВ П. В. Турбін Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України, Харків Надійшла до редакції 17.08.2017 В короткому огляді на прикладі вивчення особливостей формування наноструктурованих ва- куумно-дугових нітридних покриттів проаналізовано вплив дії імпульсного ВЧ генератора на властивості покриттів. Встановлено, що застосування імпульсного ВЧ генератора впливає на підвищення якості нанокомпозитних покриттів за рахунок оптимізації розмірів кристалітів, сприяє зниженню вмісту крапельної складової та поліпшенню властивостей покриттів. Ключові слова: імпульсний ВЧ генератор, нанокомпозитні покриття, прискорююча напруга. ВЛИЯНИЕ УСКОРЯЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ВЧ ГЕНЕРАТОРА НА СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТНЫХ НИТРИДНЫХ ПОКРЫТИЙ П. В. Турбин В кратком обзоре на примере изучения особенностей формирования наноструктурированных вакуумно-дуговых нитридных покрытий проанализировано влияние действия импульсного ВЧ генератора на свойства покрытий. Установлено, что применение импульсного ВЧ генера- тора влияет на повышение качества нанокомпозитных покрытий за счет оптимизации разме- ров кристаллитов, способствует снижению содержания капельной составляющей и улучше- нию свойств покрытий. Ключевые слова: импульсный ВЧ генератор, нанокомпозитные покрытия, ускоряющее на- пряжение. INFLUENCE OF ACCELERATING EFFECTS OF VOLTAGE OF THE PULSED HF GENERATOR ON THE PROPERTIES OF NANOCOMPOSITE NITRIDE COATINGS P. V. Turbin In the brief overview on an example of the study of the peculiarities of the formation of nanostructured vacuum-arc nitride coatings, the effect of the pulsed RF generator on the properties of the coatings was analyzed. It is established that the use of a pulsed RF generator influences the improvement of the quality of nanocomposite coatings by optimizing the size of crystallites, helps to reduce the content of the droplet component and improves the properties of the coatings. Keywords: pulse high-frequency generator, nanocomposite coatings, accelerating voltage. ВСТУП При дії від’ємного потенціалу зміщення, що подається на основу, до якої спрямовується іонно-плазмовий потік, забезпечується прискорення іонів плазми вакуумно- дугового розряду. Однак, за умов підвищення енергії формуючих покриття іонів, зростає інтенсивність розпорошення матеріалу, що призводить до зниження швидкості нанесення покриттів. Оскільки керувати ступенем іонізації потоку розпорошеного матеріалу катоду у вакуумно-дуговому розряді неможливо, відповідно неможливо змінити швидкість формування покриття при фіксованій енергії іонів. Додатковим параметром керування потоком іонізованого компонента на по- верхню, яка обробляється, є подача ім- пульсного потенціалу зміщення на основу (під кладинку) під іонно-плазмовим потоком [1–2]. В залежності від шпаруватості імпульсів, можливо варіювати середній за часом потік прискорених іонів на поверхню зростання покриття. Слід зазначити, що цим способом можливо лише знизити прискорений потік іонів, але не можливо його збільшити. Потік прискорених іонів можливо знизити, шляхом подачі імпульсного потенціалу прискорення на поверхню синтезу покриття. Протягом П. В. ТУРБІН 87ЖФІП ЖФИП JSPE, 2017, т. 2, № 2–3, vol. 2, No. 2–3 імпульсу іони прискорюються на поверхню зростання покриття до необхідних енергій. У паузах, при відсутності ВЧ напруги, іони прискорюються на поверхню синтезу покриття за рахунок перепаду напруги у приелектродному ВЧ шарі порядку різниці між потенціалом плазми і плаваючим потенціалом. На основі аналізу літературних даних, розрахунків і математичного моделюван- ня розроблено експериментальний зразок імпульсного ВЧ генератора для стимуляції процесу осадження наноструктурованих по- криттів іонно-плазмовими методами [8–10]. Доведено вплив стимулюючого випроміню- вання на елементний склад і морфологію поверхні покриттів, що визначає фізико-меха- нічні властивості конденсатів. Застосування імпульсного ВЧ генератора надає можливість здійснювати керування процесом осадження покриттів, що визначає досягнення програ- мованих властивостей покриттів. 1. ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ФОРМУВАННЯ НАНОСТРУКТУРОВАНИХ ПОКРИТТІВ Експерименти, наведені в роботах [11, 13, 18] здійснювалися на установці типу «Булат» [3–5], що складається з вакуумної камери з джерелами плазми, поворотного пристрою, системи відкачування, гідросистеми охоло- дження, пристрою подачі легуючого газу, ви- соковольтного випрямляча, джерел живлення дуги, панелі керування. Для розширення технологічної можли- вості вакуумно-дугових методів нанесення покриттів необхідне створення додаткових джерел іонізації і активації, прискорення атомів і хімічно-активних радикалів робо- чої речовини. Завдяки чому створюють- ся умови підвищення керованості потоків частинок на поверхню, яка оброблюється. В процесі нанесення складно-композицій- них покриттів необхідно, з одного боку, забезпечити стехіометричність потоків ре- човини на поверхню матеріалу, а з іншого боку — забезпечити енергію частинок вище порога активації хімічної реакції на поверх- ні синтезу. Як параметр керування потоком іонізованої компоненти на оброблювану по- верхню застосовується подача імпульсного потенціалу зміщення на поверхню підкла- динки [6]. Схема технологічного комплексу синтезу покриттів на базі вакуумно-дугового розряду представлена на рис. 1. Експериментальний технологічний комп- лекс [1, 7] створений на базі установки Булат- 3Т. Заземлені металеві стінки вакуумної камери 1 служили одночасно анодом ваку- умно-дугової розрядної системи. Негативний потенціал від джерела живлення дугового розряду подавався на катод 2, виконаний із матеріалу, необхідного для синтезу покриття. Напуск робочого газу через газотранспортну лінію здійснювався за допомогою наповню- ючої системи. 1 8 6 4 2 3 5 7 Рис. 1. Схема установки нанесення покриттів: 1 — ваку- умна камера; 2 — катод; 3 — плазма; 4 — джерело жив- лення електродугового випаровувача; 5 — коаксіальний кабель; 6 — конденсатор змінної ємності; 7 — ВЧ гене- ратор; 8 — основа [7] Для розширення гнучкості технологічної системи було створено генератор стимулюю- чих імпульсів. За основу генератора вибрана схема генератора з ударним контуром [8, 9]. Принципова схема генератора зображена на рис. 2. Основним призначенням генераторів з ударним контуром є формування одноразо- вого імпульсу великої потужності найчастіше при низькому імпедансному навантаженні, тобто робота в режимі «короткого замикан- ня». Перевагами даного типу генераторів є те, що робота подібних генераторів слабо залежить від змінювання імпедансу наванта- ження, що має принципове значення для ро- боти в імпульсному режимі при плазмовому навантаженні. Однак застосування подібного типу генераторів вимагає серйозної адаптації ВПЛИВ ПРИСКОРЮЮЧОЇ ДІЇ НАПРУГИ ІМПУЛЬСНОГО ВЧ ГЕНЕРАТОРА НА ВЛАСТИВОСТІ... 88 ЖФІП ЖФИП JSPE, 2017, т. 2, № 2–3, vol. 2, No. 2–3 електричної схеми для роботи при наванта- женні у вигляді ВЧ розряду. Д2 До навантаження ρ СсkR4R1 Д1 R3 C2 Pрозр. С1R2 Рис. 2. Схема ВЧ генератора з ударним контуром При застосуванні як навантаження елек- трода ВЧ ємнісного розряду, еквівалент імпе- дансу якого близький до імпедансу конденсатора, струм навантаження буде від- мінний від нуля. Для встановлення на виході коаксіального кабелю необхідного співвідно- шення амплітуд ВЧ струму і напруги в розрив вихідного ланцюга генератора введений до- датковий змінний конденсатор 6 (рис. 1). При узгодженні ВЧ генератора з наванта- женням забезпечується поглинання енергії плазмою, що призводить до зростання енергії її частинок. Проведена оцінка глибини δ про- никнення ВЧ поля в плазму встановила, що: 42 10 e c n     5 см, (1) де c — швидкість світла; ne — густина плаз- ми [8]. Проведені дослідження довели, що при включенні ВЧ генератора через розділову ємність на навантаженні з’являється постій- на складова детектована плазмою ВЧ напру- ги, яка забезпечує бомбардування поверхні підкладинки, на яку формується покриття, іонами плазми [9, 10]. Це надає можливість вибрати оптимальний режим керування скла- дом і структурою покриттів. 2. КОНСТРУКЦІЙНІ ОСОБЛИВОСТІ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ЗРАЗКА ІМПУЛЬСНОГО ВЧ ГЕНЕРАТОРА Стандартні ВЧ генератори, розраховані на стаціонарну роботу, дають можливість за- стосовувати їх як імпульсні генератори, але з умовою, що ВЧ потужність в імпульсі не може сильно відрізнятися від гранично до- пустимої потужності в стаціонарному ре- жимі [1, 8]. Іншими словами, збільшення шпаруватості імпульсів призводить до іс- тотного зниження максимально можливої середньої ВЧ потужності, що вкладається в розряд. Для розширення гнучкості технологічної системи створено генератор, який надає мож- ливість отримувати в імпульсі до 20 кВт ВЧ потужності при середньому значенні ВЧ по- тужності, що не перевищує 7,5 кВт. За основу імпульсного генератора була обрана схема ге- нератора з ударним контуром [9]. Генератори з ударним контуром розраховані на роботу в режимі «короткого замикання», тобто в режимі з низькою вихідною напругою і високим вихідним струмом. Для підтрим- ки ВЧ розряду необхідна висока напруга, яка має тенденцію до зростання зі збіль- шенням ВЧ потужності, що поглинається в розряді. Для подолання невідповідності вихідних характеристик генератора і плазмового на- вантаження ВЧ розряду, а також для перетво- рення вихідної ВЧ напруги були використані резонансні властивості ВЧ передавальної лінії (коаксіального кабелю). Вихідний кон- тур ВЧ генератора з’єднувався з плазмовим навантаженням коаксіальним кабелем з хви- льовим опором 50 Ом. Якщо залишити віль- ним вихідний кінець коаксіального кабелю, то в результаті коаксіальний кабель буде мати неузгоджене вихідне навантаження, відмінне від 50 Ом. При цьому в кабелі поряд з пря- мою хвилею поширюється і відбита хвиля, яка рухається від генератора до навантажен- ня. В результаті взаємодії прямої і відбитої хвиль у коаксіальному кабелі утворюється стояча хвиля. На виході генератора для його нормальної роботи необхідні пучність струму і вузол напруги. Якщо тепер вибрати довжи- ну кабелю, відповідну чверті довжини хвилі, то на іншому кінці кабелю буде створена пуч- ність напруги і вузол струму, тобто завдяки цьому ми маємо своєрідний підвищувальний трансформатор напруги. Відповідно до цього довжина кабелю вибиралася з умови:    02 1 2 1 4 4 k kl n n       , (2) де lk — довжина кабелю; lk — довжина хвилі в кабелі; l0 — довжина хвилі у вакуумі; П. В. ТУРБІН 89ЖФІП ЖФИП JSPE, 2017, т. 2, № 2–3, vol. 2, No. 2–3 e — відносна діелектрична проникність серед- овища передавальної лінії; п — числа 1, 2, 3... Для встановлення на виході коаксіального кабелю необхідного співвідношення амплітуд ВЧ струму і напруги в розрив вихідного лан- цюга генератора введений додатковий змін- ний конденсатор [8]. При узгодженні ВЧ генератора з наванта- женням забезпечується поглинання енергії плазмою, що призводить до зростання енергії її частинок. Принцип роботи ВЧ генератора заснова- ний на збудженні згасаючих автоколивань у ланцюзі резонансного контуру після про- бою розрядника. Опір розрядника було роз- раховано за формулою Теплера-Швеця: Rp = 2,5 · 10–81/C, (3) де С — величина ємності, яка розряджається через розряд, пФ [9]. Розрахунок доводить, що при розря- ді ємності C = 60 · 103 пФ опір розрядни- ка складає Rp = 0,4 Ом. Недоліком є шум при роботі, яскраве світіння, при високій напрузі — м’яке рентгенівське випроміню- вання [9]. У тестовому включенні ВЧ генерато- ра при напрузі 5–7 кВ в коливальному контурі повторюваність спрацьовуван- ня розрядника була не гірше 0,1 кВ. Розі- грів розрядника при безперервній роботі за 8 годин склав не більше 150 °C (тобто не потрібне додаткове охолодження). Тести були виконані при наступних значеннях параметрів коливального контуру: ємність в коливальному контурі С0 = 60 · 103 пФ, індуктивність L0 = 4,0 мкН, частота автоколи- вань контуру f0 = 300 кГц, частота повторення імпульсів 10 кГц. При цьому добротність ВЧ контуру без навантаження склала Q > 20 [9]. Оцінка середньої вихідної ВЧ потужності генератора і вихідної потужності в імпульсі здійснювалася за формулою:   iмп 2 1 2 2 iмп 2 t UUСP    ; Рср ≈ Рімп/g, (4) де g — шпаруватість повторення імпульсів; С — повна ємність резонансного контуру; U2, U1 — напруги на ємності коливального контуру в момент спрацьовування розрядни- ка і в момент згасання ВЧ напруги відповід- но; tімп — тривалість імпульсу. Здійснена оцінка Рімп і Рср довела, що се- редня потужність ВЧ генератора порівнянна з потужністю дуги в установках «Булат», проте потужність в імпульсі може досягати 60 кВт при тривалості 10 мкс. З метою оцінити внесок ВЧ потужності в процеси іонізації робочого газу в об’ємі робочої камери були проведені порівняльні експерименти. Для цього постійна напруга і ВЧ напруга подавалися по черзі на підкла- динку, і проводилося порівняння параметрів плазми дугового розряду і самостійного ВЧ розряду [2, 11]. Як випливає з табл. 1, ступінь іонізації плазми ВЧ розряду за порядком величини дорівнює ступеню іонізації у вакуумно-ду- говому розряді, хоча потужність, що розсію- ється в плазмі ВЧ розряду, на порядок нижче. Очевидно, що при збільшенні потужності ВЧ розряду можна значно підвищити сту- пінь іонізації. Для придушення крапельної фази матеріалу катода в покриттях необхід- но підвищувати також температуру електро- нного газу. Одна з важливих властивостей ВЧ розряду полягає в тому, що зі зростан- ням ВЧ потужності електронна температура підвищується. Таблиця 1 Мікроскопічні характеристики титанової плазми, газ — азот Тип розряду Температура Те, еВ Густина, Ni, см–3 Тиск Р, Па Примітка Дуга 2,4 8,0 · 1010 2 100 мм від катодаВЧ 2,6 4,0 · 1010 Дуга 2,7 4,5 · 1010 0,5 100 мм від катодаВЧ 4,2 3,5 · 1010 ВПЛИВ ПРИСКОРЮЮЧОЇ ДІЇ НАПРУГИ ІМПУЛЬСНОГО ВЧ ГЕНЕРАТОРА НА ВЛАСТИВОСТІ... 90 ЖФІП ЖФИП JSPE, 2017, т. 2, № 2–3, vol. 2, No. 2–3 Застосуванням високочастотного ємнісно- го (ВЧЄ) розряду можна стабілізувати і ак- тивізувати процеси взаємодії атомів металу і реакційного газу. У вакуумно-дуговому роз- ряді іони утворюються переважно в катодній плямі дугового розряду, причому іонізують- ся, в основному, лише атоми металу — азот через вищий потенціал іонізації практично не іонізований [10]. Застосування ВЧЄ роз- ряду дозволяє створити потік двох різнорід- них атомів і тим самим дозволяє ефективно управляти процесами синтезу матеріалів на поверхні виробів. Затухаючі ВЧ коливання протягом одно- го імпульсу створюють умови для очищен- ня (бомбардування) оброблюваної поверхні енергетичними іонами на початку імпульсу, а потім і осадження їх на поверхню при від- повідній, протягом імпульсу, величині спада- ючої напруги (рис. 3). Таким чином, протягом одного імпульсу автоматично з’являються умови для нане- сення покриттів, незалежно від робочих ха- рактеристик установки (парціального тиску робочого газу, режиму роботи джерела плаз- ми і т. п.) [10]. Вибір максимальної амплітуди напруги на початку ВЧ імпульсу визначається величи- ною енергії, яка надається конкретним іонам у цьому електричному полі та відповідної ефективності розпорошення ними матеріалу, який покривається. Кожен наступний імпульс повторює процес очищення і осадження, про- тягом кожного імпульсу відбувається само- узгоджене накопичення речовини, нанесеної при оптимальній енергії іонів. При цьому очищення відбувається лише від того шару покриття, який утворився при неоптимальній напрузі (енергії іонів) [8]. Таким чином, при роботі зі спадаючою напругою протягом кожного імпульсу по- єднуються дві основні технологічні операції нанесення покриттів (очищення і осаджен- ня), які традиційно в установках вакуумно- дугового осадження виконувалися роздільно. Це дозволяє здійснювати вибір фізичних па- раметрів осадження, від яких істотно зале- жать фізико-механічні властивості покриттів, а також скорочує тривалість процесу нане- сення покриттів і, в цілому, підвищує про- дуктивність роботи установок типу «Булат». 3. АНАЛІЗ РЕЗУЛЬТАТІВ ЗАСТОСУВАННЯ ІМПУЛЬСНОГО ВЧ ГЕНЕРАТОРА ПРИ ФОРМУВАННІ НІТРИДНИХ ВАКУУМНО-ДУГОВИХ ПОКРИТТІВ Методом вакуумно-дугового осадження при застосуванні імпульсної ВЧ стимуля- ції, на поліровані поверхні зразків зі сталі 45 діаметром 10 мм і товщиною 3 мм шля- хом розпорошення відлитого катоду (Ti + Hf) з прямоточного пучка та при застосуван- ні магнітної сепарації отримані покриття на основі: Ti-Hf в середовищі аргону, товщиною 1,4 мкм; (Ti-Hf)N і (Ti-Hf-Si)N, товщиною 1,5 мкм [11, 12]. Потенціал зміщення по- давався на підкладинку від ВЧ генератора, який генерував імпульси згасаючих коли- вань з частотою <1 МГц, тривалістю кож- ного імпульсу ~60 мілісекунд, з частотою повторення ~10 КГц. Величина негативного автозміщення потенціалу на підкладинці, за- вдяки ВЧ діодному ефекту, становила 2 кВ на початку імпульсу (після спрацьовування розрядника) і знижувалася на кінцевій ді- лянці імпульсу (перед спрацьовуванням роз- рядника). Технологічні параметри осадження наведені в табл. 2. Елементний склад покриттів, отриманих методом вакуумно-дугового осадження, аналізувався енергодисперсійним методом і методом Резерфордівського зворотного розсіювання іонів 4Не+. Зазначені методи в деякому сенсі доповнюють один одного. Ре- зультати дослідження елементного складу покриттів наведені на рис. 4–6 [19]. Із мікроаналізу (рис. 4) випливає, що на поверхні покриття концентрація тита- ну становить близько 53,06 ат. %, кисню 0 –2 кВ t, мкс U~ 0,5 40 50 60 Рис. 3. Напруга при підключенні ВЧ генератора до на- вантаження через розділову ємність [8] П. В. ТУРБІН 91ЖФІП ЖФИП JSPE, 2017, т. 2, № 2–3, vol. 2, No. 2–3 ~10,19 ат. %, гафнію ~32,5 ат. %, заліза ~4,25 ат. %. Наявність кисню, очевидно, пов’язана з недостатньою чистотою аргону, а заліза з малою товщиною покриття. Аналіз спектру покриття на основі (Ti-Hf-Si)N, наведеного на рис. 5 свідчить про відсутність кисню, кількість азоту стано- вить 43,0 ат. %, титану 35,55 ат. %, кремнію 8,0 ат. %, гафнію 9,0 ат. %. Присутність заліза становить 4,45 ат. % і пояснюється дифузією від сталевої підкладинки. З іншого боку аналіз, проведений за допо- могою резерфордівського зворотного розсі- ювання (РЗР) іонів 4Не+ (рис. 6) показує, що склад покриття дещо відрізняється від скла- ду, отриманого попереднім мікроаналізом. Добре відомо, що метод РЗР є еталоном для визначення концентрації елементів з високим атомним номером, а також для визначення товщини плівки. Крім того, даний метод є неруйнівним, і в цьому його перевага. N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 кеВ Hf HfHf Hf Hf Fe Fe Ti Ti Si Hf Hf Hf Hf Рис. 5. Енергодисперсійний спектр покриттів на основі (Ti-Hf-Si)N, отриманих методом вакуумно-дугового осадження: U = –100 В, РN = 0,7 Па Метод вторинної іонної масспектроскопії (ВІМС) чутливіший метод аналізу у порів- нянні з наведеними вище методами (поріг виявлення ≈ 10–6 ат. %). Тому порівняння ре- зультатів, отриманих за допомогою методів РЗР, ВІМС і ВІМС з тліючим розрядом, до- зволяє створити реальнішу картину елемент- ного складу за глибиною шару синтезованих покриттів. Таблиця 2 Фізико-технологічні параметри осадження покриттів на основі твердого розчину (Ti, Hf)N і системи (Ti-Hf-Si)N Матеріал, який розпорошується Покриття Ia, A PN , Па UВЧ, В Примітка Ti + Hf (Ti-Hf)N 110 0,3 100 Імпульсна ВЧ стимуляція 200 0,7 100 200 Ti + Hf + Si (Ti-Hf-Si)N 110 0,3 100 Імпульсна ВЧ стимуляція 200 0,7 100 200 Ti + Hf (Ti-Hf) у середовищі аргону 110 0,7 200 Імпульсна ВЧ стимуляція O 2 4 6 8 10 12 14 кеВ HfHf Hf Hf HfFe HfFe Ti Ti Hf Hf Hf Fe Fe Рис. 4. Енергодисперсійний спектр покриттів на основі (Ti-Hf), отриманих методом вакуумно-дугового осад- ження у середовищі аргону: U = –200 В, РAr = 0,7 Па ВПЛИВ ПРИСКОРЮЮЧОЇ ДІЇ НАПРУГИ ІМПУЛЬСНОГО ВЧ ГЕНЕРАТОРА НА ВЛАСТИВОСТІ... 92 ЖФІП ЖФИП JSPE, 2017, т. 2, № 2–3, vol. 2, No. 2–3 Це дало можливість проаналізувати склад за глибиною всієї плівки від поверхні до між- фазної межі плівка-підкладинка, включаючи неконтрольовані домішки O і C, що з’являються із залишкової атмосфери в каме- рі, в якій здійснювалося осадження плівок. На рис. 7а і рис. 7б представлені профілі еле- ментів, що входять до складу покриття (Ti- Hf-Si)N, отримані за допомогою методу РЗР (включаючи неконтрольовані домішки). Аналіз глибини проникнення утворюючих покриття елементів характеризує вплив ВЧ потенціалу зміщення на прискорений рух іонів в процесі формування покриття. Ви хід з во ро тн о ро зс ія ни х іо ні в 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 100 200 300 Номер каналу 400 Hf Ti Si ON 1 серія 2 серія Рис. 6. Енергетичний спектр зворотного розсіювання іонів Не+ з енергією 1,3 МеВ, отриманий від зразка сталі з плівкою (Ti-Hf-Si)N: 1 — потенціал зміщення –100 В, РN = 0,3 Па; 2 — потенціал зміщення –200 В, РN = 0,7 Па Вихід зворотно розсіяних іонів Для зразків з покриттям (Ti-Hf-Si)N (РN = 0,3 Па, U = –100 В) отримана перша серія (рис. 6) з наступною стехіометрією плівки Ti — 40 ат. %; Hf — 9,0 ат. %; Si — 8,0 ат. %; N — 43 ат. % при товщині плівки (1 ± 0,012) мкм (рис. 8). За умов потенціалу зміщення U = –200 B та РN = 0,7 Па формувалася друга серія зраз- ків із плівками на основі (Ti-Hf-Si)N (Ti — 28 ат. %; Hf — 18,0 ат. %; Si – 9,0 ат. %; N — 45 ат. %). Наведені на рис. 7 профілі побудовані без урахування результатів ВІМС аналізу. З на- ведених результатів випливає, що кисень у покритті знаходиться лише в поверхневому шарі товщиною до 10–12 нм при товщині по- криття понад мікрон. Концентрація Hf зна- ходиться на рівні 9–10 ат. %, Si міститься 5–6 ат. %. За глибиною концентрація гафнію і кремнію стабільна. На глибині понад 12 нм суттєво зростає концентрація титану та азоту. Результати ВІМС аналізу, отримані для цього ж покриття представлені на рис. 8. Отримані за цим методом результати концентрації еле- ментів – складових покриття суттєво корелю- ють з наведеними вище результатами. Ко нц ен тр ац ія , а т. % 40 30 20 10 0 10 Глибина, нм 100 Hf Ti Si O N а б Ко нц ен тр ац ія , а т. % 50 40 30 20 10 0 10 100 Глибина, нм N Hf Ti Si O Рис. 7. Профілі елементів за глибиною покриття си- стеми (Ti-Hf-Si)N, отримані зі спектрів РЗР, з ураху- ванням того, що атомна щільність шару близька до атомної щільності нітриду титану: а — РN = 0,3 Па, U = –100 В; б — РN = 0,7 Па, U = –200 В Наведений експериментальний результат пояснюється збільшенням тиску робочого газу (азоту), що викликає плавне зниження концентрації кремнію, обумовлене з одного боку тим, що середня кінетична енергія емі- туючих з катода іонів титану (122 еВ) вища, ніж у іонів кремнію (97 еВ ) [12]. Таким чином, в результаті зіткнень з газовою мішен- ню, відбувається «збіднення» плазмового по- току менш енергійними частинками. З іншого боку, цьому процесу також сприяє селективне розпорошення кремнію налітаючим потоком частинок [13]. При подальшому збільшенні П. В. ТУРБІН 93ЖФІП ЖФИП JSPE, 2017, т. 2, № 2–3, vol. 2, No. 2–3 тиску азоту відбувається досить круте підви- щення вмісту Si в покритті. Підвищення зна- чення потенціалу зміщення на підкладинці, також впливає на величину енергії конденсо- ваних частинок і на концентрацію кремнію. Дослідження морфології поверхні по- криттів (Ti-Hf-Si)N при концентрації Ti — 25 ат. %; Hf — 12,5 ат. %; Si — 12,5 ат. %; N — 50 ат. % (товщина покриття 4,0 мкм) довели, що на поверхні покриттів присутня крапельна складова (рис. 9а) [14]. Відомо, що покриття, осаджені при різних тисках азоту, мають різний рівень внутрішніх напружень: висока мікротвердість, як правило, супрово- джується вищими внутрішніми напруження- ми, які активно релаксують (рис. 9б). Високу внутрішню напруженість у покритті визна- чає сильно нерівноважний стан що виникає у процесі формування покриття. Підвищений радіаційний стан, який стимулюється засто- суванням імпульсного ВЧ зміщення сприяє умовам утримання сильно нерівноважного стану і таким чином впливає на фізико-ме- ханічні властивості сформованого покриття. Якщо провести порівняння морфології поверхні для зразків, отриманих при різно- му парціальному тиску азоту, то видно, що в порівнянні з покриттями, отриманими при тиску азоту РN = 0,3 Па кількість крапель- ної складової при РN = 0,7 Па зменшується (рис. 10). Збільшення тиску реакційного азотного середовища призводить до того, що кількість і розмір макрочастинок зменшуєть- ся. Даний факт пов’язаний з утворенням ні- тридів у поверхневому шарі матеріалу, який випаровується, і таким чином з його тепло- фізичними властивостями. На концентрацію крапельної фракції сут- тєво впливає застосування імпульсного по- тенціалу зміщення. Враховуючи те, що при наростанні імпульсу зростає енергія іонів, які бомбардують поверхню покриття, що фор- мується, тим самим здійснюючи радіацій- ний вплив на елементи крапельної фракції. Краплі або зменшуються за розміром, або розпорошуються. Таким чином імпульсний ВЧ потенціал зміщення сприяє придушенню крапельної фракції у покритті. Ко нц ен тр ац ія , а т. % 100 80 60 40 20 0 0 100 200 Тривалисть, циклу 400300 Hf Fe Ti Si N Ti-Hf-Si-N/сталь а 100 Ко нц ен тр ац ія 10 1 0,1 0 100 Глибина, мкм 200 300 400 Hf Fe Ti Si N Ti-Hf-Si-N/сталь б Рис. 8. Профілі елементів у плівці (Ti-Hf-Si)N, отримані за допомогою ВІМС аналізу при кон цен- трації Ti — 40 ат. %; Hf — 9,0 ат. %; Si — 8,0 ат. %; N — 46 ат. %: а — в ат. %, звичайна шкала концентрації; б — в логарифмічній шкалі концентрації а б Рис. 9. Морфологія поверхні покриттів, отриманих при парціальному тиску азоту РN = 0,3 Па: а — струк- тура поверхні покриття; б — ділянки з міжшаровим відшаруванням покриття ВПЛИВ ПРИСКОРЮЮЧОЇ ДІЇ НАПРУГИ ІМПУЛЬСНОГО ВЧ ГЕНЕРАТОРА НА ВЛАСТИВОСТІ... 94 ЖФІП ЖФИП JSPE, 2017, т. 2, № 2–3, vol. 2, No. 2–3 Прискорення утворюючих покриття іонів також сприяє зменшенню розмірів кристалі- тів шляхом пришвидшення процесу сегрега- ції квазіаморфної фази на межі кристалітів твердого розчину, у даному випадку (Ti-Hf)N. Наведені вище результати свідчать, що в разі невисокої теплопровідності розпоро- шених матеріалів, властивої як титану, так і гафнію (l400(Ti) = 20 Вт/(м × K), l400(Hf) = 22 Вт/(м × K)) [14] посилюється генерація макрочастинок, що призводить до високої щільності в покриттях крапельної фракції. Застосування сепарованого іонно-плаз- мового потоку з метою мінімізації крапель- ної складової в покритті [15–17] відкриває широкі можливості з нанесення покриттів на прецизійні деталі машин. Сепарація по- току призводить до зменшення кількості макрочастинок (рис. 11), що надає виробам з покриттям досконаліші фізико-механічні властивості, тим самим, підвищуючи його функціональні характеристики. Застосуваня імпульсної ВЧ стимуляції в умовах сепарації іонно-плазмових потоків при вакуумно-дуговому осадженні покриттів за рахунок підвищення радіаційного впливу на процес формування сприяє підвищенню швидкості осадження покриття та усуненню з покриття крапельної фракції. Однак висо- кі значеня потенціалу зміщення можуть не- гативно впливати на якісні характеристики іонно-плазмових покриттів. У роботі [20] з використанням комплек- су взаємодоповнюючих методик дослідже- но вплив негативного потенціалу зміщення, що подається на підкладинку при осаджен- ні, на елементний склад, структурний стан і механічні властивості вакуумно-дугових нітридних покриттів системи (Ti-Al-Si-Y)N. Виявлено радіаційно-стимульований вплив високих потенціалів зміщення (до –500 В), що призводить до селективного розпорошен- ня матеріалу мішені, високої мікродефор- мації покриття, малого розміру кристалітів і їх переважної орієнтації з віссю [110]. За- значені характеристики покриттів визна- чають їх невисоку твердість (H = 6,95 ГПа) і схильність до інтенсивного зношування при скретч-тестових і трибологічних випробуван- нях. При потенціалах зміщення приблизно –200 В реалізуються умови для формування кристалітів стехіометричного складу із серед- нім розміром 140 нм і переважною орієнтаці- єю з віссю [111], перпендикулярної поверхні зростання, покриття переходить у надтвер- дий стан з H = 49,5 ГПа, характеризується високою стійкістю до стирання і низьким рів- нем зношування при трибологічних випро- буваннях. На рис. 12 зображено морфологію а б Рис. 10. Топографія поверхні покриттів на основі (Ti-Hf-Si)N: а — РN = 0,3 Па, імпульсний потенціал зміщення UВЧ = –200 B; б — РN = 0,7 Па, UВЧ = –200 B Рис. 11. Морфологія поверхні покриття на основі (Ti- Hf-Si)N, отриманого за допомогою сепарованого плазмового потоку при РN = 0,7–0,8 Па, U = –200 В (товщина покриття ~1,0 мкм) П. В. ТУРБІН 95ЖФІП ЖФИП JSPE, 2017, т. 2, № 2–3, vol. 2, No. 2–3 поверхні покриттів системи (Ti-Al-Si-Y)N, отриманих при потенціалах зміщення U = –200 В та U = –500 В. Морфологія поверхні покриттів системи (Ti-Al-Si-Y)N, отриманих при різних потенціалах зміщення U відрізня- ється за однорідністю поверхневих утворень (рис. 12). Після полірування для видалення крапельної фази видно, що порівняно од- норідна структура полірованої частини по- криття, отриманого при потенціалі зміщення U = –200 В (рис. 12а) переходить в різнорідну структуру для покриття, отриманого при U = –500 В (рис. 12б). В останньому випадку спо- стерігаються ділянки з явно вираженим плав- ленням, що може бути пов’язано з високою локальною температурою в умовах розвитку каскадного дефектоутворення в умовах висо- ких енергій частинок, які осаджуються [21]. Радіаційно-стимульовані процеси в умо- вах бомбардування поверхні покриття, що осаджується за умов потенціалу зміщення U = –500 В позначаються на елементному складі покриття через селективне розпо- рошення легких і слабозв’язаних частинок з поверхні. На рис. 13 наведені характерні енергодисперсійного спектри. Видно, що для покриттів, отриманих при потенціалі зміщення U = –200 В, виявля- ється весь елементний склад катода (Ti — 58 ат. %; Al — 38 ат. %; Si — 3 ат. %, Y — 1 ат. %), а вміст азоту близький до 50 %. Це свідчить про стехіометрію мононітриду. Для покриттів, отриманих при U = –500 В спостерігається значне збіднення покриття за легкими елементами Al і Si, ітрій не ви- являється, а також значно зменшується а б Рис. 12. Морфологія поверхні полірованих покриттів системи (Ti-Al-Si-Y)N, отриманих вакуумно-дуговим методом при потенціалі зміщення U, В: а — 200, б — 500 [20] N 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 кеВ Ti Ti Al Y Si Y Y а б N 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 кеВ Ti Ti Si Al Рис. 13. Енергодисперсійні спектри покриттів систе- ми (Ti-Al-Si-Y)N: а — U = –200 В, б — U = –500 В ВПЛИВ ПРИСКОРЮЮЧОЇ ДІЇ НАПРУГИ ІМПУЛЬСНОГО ВЧ ГЕНЕРАТОРА НА ВЛАСТИВОСТІ... 96 ЖФІП ЖФИП JSPE, 2017, т. 2, № 2–3, vol. 2, No. 2–3 вміст атомів азоту. Такі зміни можуть бути пов’язані з балістичним розпорошенням при якому переважно з поверхні видаляються легкі слабозв’язані атоми. Таким чином змінюючи фізико-техноло- гічні параметри осадження (імпульсний ВЧ потенціал зміщення, парціальний тиск азоту) можливо впливати на морфологію поверхні при формуванні покриттів, а також змінюва- ти вміст компонентів покриттів [17, 18]. ВИСНОВКИ Досліжено вплив застосування експе- риментального зразок імпульсного ВЧ генератора у вакуумно-дуговій установці на фізико-механічні властивості сформуваних наноструктурованих покриттів на основі системи (Ti-Hf-Si)N та (Ti-Al-Si-Y)N. Встановлено, що при роботі ВЧ імпуль- сного генератора зі спадаючою напругою протягом кожного імпульсу поєднуються дві основні технологічні операції нанесення по- криттів (очищення і осадження), які раніше в установках вакуумно-дугового осадження виконувалися окремо. Це дозволяє здійсню- вати вибір фізичних параметрів осадження, від яких істотно залежать фізико-механіч- ні властивості покриттів, а також скорочує тривалість процесу нанесення покриттів і, в цілому, підвищує продуктивність роботи установок типу «Булат». Експериментально доведено, що засто- сування імпульсного ВЧ генератора при стимулюванні осадження покриттів іон- но-плазмовими методами впливає на роз- мір кристалітів отриманих покриттів, що визначає фізико-механічні характеристики покриттів. Варіюванням значень імпульсного ВЧ по- тенціалу зміщення на підкладинці, можливо керувати енергією конденсованих частинок, що визначає концентрацію формуючих по- криття елементів. Застосування імпульсного ВЧ генератора в процесі формування наноструктурованих по- криттів сприяє зменшенню вмісту крапельної фракції в покриттях. Таким чином значення імпульсного потенціалу зміщення впливають на морфологію поверхні осаджених покрит- тів і на триботехнічні характеристики: коефі- цієнт тертя та адгезійну міцність. Робота виконана за фінансової піддтримки Міністерством освіти і науки України за НДР 0115U000477, 0115U003166. Автор вдячний професору кафедри матеріалів реакторобуду- вання та фізичних технологій Харківського національного університету імені В. Н. Кара- зіна В. М. Береснєву за обговорення роботи та важливі зауваження. ЛІТЕРАТУРА 1. Гриценко В. И., Береснев В. М., Швец О. М. Использование ВЧ разряда в методе вакуум- но-дугового осаждения покрытий // Физи- ческая инженерия поверхности. — 2003. — Т. 1, № 1. — С. 37–44. 2. Береснев В. М., Толок В. Т., Гриценко В. И., Демьяненко Ю. В, Чунадра А. Г. Получение соединения AlN, Al2O3 из потоков плазмы вакуумной дуги с использованием ВЧ на- пряжения // Вестник ХНУ, серия «Ядра, частицы, поля». — 2003. — Вып. (22), № 601. — С. 101–105. 3. Падалка В. Г., Гутник Г. Н., Аксенов И. И. и др. Опыт эксплуатации и повышение эффективности использования установок «Булат». Обзор. — М.: ЦНИИатоминформ, 1986. — 56 с. 4. Андреев А. A., Саблев Л. П., Григорьев С. Н. Вакуумно-дуговые покрытия. — Харьков: ННЦ ХФТИ, 2010. — 317 с. 5. Береснев В. М., Перлов Д. Л., Федорен- ко А. И. Экологически безопасные вакуум- но-плазменное оборудование и технологии нанесения покрытий. — Харьков: ХИСПИ, 2003. — 292 с. 6. Beresnev V. M., Gritsenko V. I., Tolok V. T., Shvets O. M. Hight-frequency charged gas plasma activation of material surface in process of coating // Intern. Confеr. Modification of Properties of Surface Layers MPSL-93. — 1993. — Sumy (Ukraine). — Р. 44–45. 7. Пат. 2363 Украина, МКИ С23 С14/00/. Устройство для нанесения покрытий в ваку- уме / В. Т. Толок, О. М. Швец, В. Ф. Лымарь, В. М. Береснев, В. И. Гриценко, М. Г. Кри- вонос. — № 4824783/21. Заявлено 11.05.90; Опубл. 15.07.94. Бюл. № 13. — 10 с. 8. Береснев В. М., Швец О. М., Беляе- ва Т. Н. Особенности ввода высокочастот- ной энергии в потоке плазмы // Физическая инженерия поверхности. — 2005. — Т. 3, П. В. ТУРБІН 97ЖФІП ЖФИП JSPE, 2017, т. 2, № 2–3, vol. 2, No. 2–3 № 1–2. — С. 71–73. 9. Швец О. М., Береснев В. М., Турбин П. В., Грудницкий В. В., Немченко У. С., Колес- ников Д. А. Применение импульсного ВЧ генератора с ударным контуром в методе вакуумно-дугового осаждения при синтезе наноструктурированных покрытий // Физи- ческая инженерия поверхности. — 2011. — Т. 9, № 1. — С. 32–39. 10. Демиденко И. И., Ломино Н. С., Овча- ренко В. Д. и др. О механизме ионизации реакционного газа в вакуумно-дуговом разряде // ЖТФ. — 1984. — Т. 54, вып. 8. — С. 1534–1538. 11. Погребняк А. Д., Шпак А. П., Берес- нев В. М., Кирик Г. В., Колесников Д. А., Ко- маров Ф. Ф., Конарский П., Махмудов Н. А., Каверин М. В., Грудницкий В. В. Стехиоме- трия, фазовый состав и свойства сверхтвер- дых наноструктурных пленок Ti-Hf-Si-N, полученных с помощью вакуумно-дугово- го источника в высокочастотном разряде // ПЖТФ. — 2011. — Т. 37, № 13. — С. 91–97. 12. Yushkov G. Yu., Anders A., Oks E. M., Brown I. G. Ion velocities in vacuum arc plasmas // Journal of Applied Physics. — 2000. — Vol. 88, No. 10. — P. 5618–5622. 13. Береснев В. М., Погребняк А. Д., Со- боль О. В., Грудницкий В. В., Маликов Л. В. Получение методом вакуумно-дугового осаждения и исследование структурно- фазового состояния пленок (Ti-Hf-Si)N // Материалы 4-ой Международной научной конференции «Физико-химические осно- вы формирования и модификации микро- и наноструктур, ФММН’2010» [6–8 октября, 2010]. — Харьков, Украина. — С. 500–502. 14. Ho C. Y., Powel R. W., Liley P. E. Thermal Conductivity of the Elements // J. Phys. Chem. Ref. Data. — 1972. — Vol. 1, No. 2. — P. 279– 421. 15. Anders А. Cathodic Arcs. — New York; Sprin- ger Science + Business Media, 2008. — 540 p. 16. Аксенов И. И. Вакуумная дуга в эрозион- ных источниках плазмы. — Харьков: ННЦ «ХФТИ», 2005. — 212 с. 17. Турбин П. В. Эволюция морфологии по- верхности покрытий (Ti-Hf-Si)N при тер- мическом воздействии // Физическая ин- женерия поверхности. — 2015. — Т. 13, № 3. — С. 406–412. 18. Beresnev V. M., Klimenko S. A. Toryanik I. N., Pogrebnjak A. D., Sobol O. V., Turbin P. V., Grankin S. S. Superhard coatings of the (Zr- Ti-Si)N and (Ti-Hf-Si)N systems produced by vacuum-arc deposition from a separated flow // Journal of Superhard Materials. — 2014. — Vol. 36, No. 1. — P. 29–34. 19. Grudnitskiy V. V., Beresnev V. M., Droby- shevskaya А. А., Turbin P. V., Toryanik I. N., Grankin S. S., Kolesnikov D. А., Nem- chenko U. S. Elemental and phase analysis of nanocomposite coatings on basis Ti-Hf-Si-N system received by the vacuum-arc deposition method // Physical surface engineering. — 2012. — Vol. 10, No. 3. — P. 286–294. 20. Береснев В. М., Соболь О. В., Погреб- няк А. Д., Литовченко С. В., Климен- ко С. А., Столбовой В. А., Сребнюк П. А., Манохин А. С., Ковалёва М. Г., Нови- ков В. Ю., Мейлехов А. А., Немченко У. С., Бармин А. Е., Турбин П. В. Структура и механические свойства вакуумно-дуговых покрытий системы TiAlSiY, осажденных в азотной атмосфере // Физика и химия обра- ботки материалов. — 2017, № 2. — С. 34–43. 21. Sobol’ O. V., Andreev A. A., Grigoriev S. N., Gorban’ V. F., Volosova M. A., Aleshin S. V., Stolbovoi V. A. Effect of high-voltage pulses on the structure and properties of titanium ni- tride vacuum-arc coatings // Metal Science and Heat Treatment. — 2012. — Vol. 54, No. 3. — P. 195–203. REFERENCES 1. Gricenko V. I., Beresnev V. M., Shvec O. M. Ispol’zovanie VCh razryada v metode vaku- umno-dugovogo osazhdeniya pokrytij // Fizicheskaya inzheneriya poverhnosti. — 2003. — Vol. 1, No. 1. — P. 37–44. 2. Beresnev V. M., Tolok V. T., Gricenko V. I., Dem’yanenko Yu. V, Chunadra A. G. Po- luchenie soedineniya AlN, Al2O3 iz potokov plazmy vakuumnoj dugi s ispol’zovaniem VCh napryazheniya // Vestnik HNU, seriya «Yadra, chasticy, polya». — 2003. — Vyp. (22), No. 601. — P. 101–105. 3. Padalka V. G., Gutnik G. N., Aksenov I. I. i dr. Opyt ekspluatacii i povyshenie effektivnosti ispol’zovaniya ustanovok «Bulat». Obzor. — M.: CNIIatominform, 1986. — 56 p. 4. Andreev A. A., Sablev L. P., Grigor’ev S. N. ВПЛИВ ПРИСКОРЮЮЧОЇ ДІЇ НАПРУГИ ІМПУЛЬСНОГО ВЧ ГЕНЕРАТОРА НА ВЛАСТИВОСТІ... 98 ЖФІП ЖФИП JSPE, 2017, т. 2, № 2–3, vol. 2, No. 2–3 Vakuumno-dugovye pokrytiya. — Har’kov: NNC HFTI, 2010. — 317 p. 5. Beresnev V. M., Perlov D. L., Fedorenko A. I. Ekologicheski bezopasnye vakuumno-plaz- mennoe oborudovanie i tehnologii naneseniya pokrytij. — Har’kov: HISPI, 2003. — 292 p. 6. Beresnev V. M., Gritsenko V. I., Tolok V. T., Shvets O. M. Hight-frequency charged gas plasma activation of material surface in process of coating // Intern. Confer. Modification of Properties of Surface Layers MPSL-93. — 1993. — Sumy (Ukraine). — P. 44–45. 7. Pat. 2363 Ukraina, MKI S23 S14/00/. Ustroj stvo dlya naneseniya pokrytij v va- kuume / V. T. Tolok, O. M. Shvec, V. F. Lymar’, V. M. Beresnev, V. I. Gricenko, M. G. Krivonos. — № 4824783/21. Zayavleno 11.05.90; Opubl. 15.07.94. Byul. № 13. — 10 p. 8. Beresnev V. M., Shvec O. M., Belyaeva T. N. Osobennosti vvoda vysokochastotnoj energii v potoke plazmy // Fizicheskaya inzheneriya poverhnosti. — 2005. — Vol. 3, No. 1–2. — P. 71–73. 9. Shvec O. M., Beresnev V. M., Turbin P. V., Grudnickij V. V., Nemchenko U. S., Ko- lesnikov D. A. Primenenie impul’snogo VCh generatora s udarnym konturom v metode vakuumno-dugovogo osazhdeniya pri sinteze nanostrukturirovannyh pokrytij // Fizicheskaya inzheneriya poverhnosti. — 2011. — Vol. 9, No. 1. — P. 32–39. 10. Demidenko I. I., Lomino N. S., Ovcharenko V. D. i dr. O mehanizme ionizacii reakcionnogo gaza v vakuumno-dugovom razryade // ZhTF. — 1984. — Vol. 54, vyp. 8. — P. 1534–1538. 11. Pogrebnyak A. D., Shpak A. P., Beresnev V. M., Kirik G. V., Kolesnikov D. A., Komarov F. F., Konarskij P., Mahmudov N. A., Kaverin M. V., Grudnickij V. V. Stehi ometriya, fazovyj sostav i s Ti-Hf-Si-N, 2011. — Vol. 37, No. 13. — P. 91–97. 12. Yushkov G. Yu., Anders A., Oks E. M., Brown I. G. Ion velocities in vacuum arc plasmas // Journal of Applied Physics. — 2000. — Vol. 88, No. 10. — P. 5618–5622. 13. Beresnev V. M., Pogrebnyak A. D., So- bol’ O. V., Grudnickij V. V., Malikov L. V. Poluchenie metodom vakuumno-dugovogo osazhdeniyai issledovanie strukturno-fazovogo sostoyaniya plenok (Ti-Hf-Si)N // Materialy 4-oj Mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii «Fiziko-himicheskie os novy formirovaniya i modifikacii mikro- i nano struktur, FMMN’2010» [6–8 oktyabrya, 2010]. — Har’kov, Ukraina. — P. 500–502. 14. Ho C. Y., Powel R. W., Liley P. E. // Thermal Conductivity of the Elements // J. Phys. Chem. Ref. Data. — 1972. — Vol. 1, No. 2. — P. 279– 421. 15. Anders A. Cathodic Arcs. — New York; Springer Science + Business Media, 2008. — 540 p. 16. Aksenov I. I. Vakuumnaya duga v erozionnyh istochnikah plazmy. — Har’kov: NNC «HFTI», 2005. — 212 p. 17. Turbin P. V. Evolyuciya morfologii poverhnosti pokrytij (Ti-Hf-Si)N pri termicheskom vozdejstvii // Fizicheskaya inzheneriya poverhnosti. — 2015. — Vol. 13, No. 3. — P. 406–412. 18. Beresnev V. M., Klimenko S. A. Toryanik I. N., Pogrebnjak A. D., Sobol O. V., Turbin P. V., Grankin S. S. Superhard coatings of the (Zr- Ti-Si)N and (Ti-Hf-Si)N systems produced by vacuum-arc deposition from a separated flow // Journal of Superhard Materials. — 2014. — Vol. 36, No. 1. — P. 29–34. 19. Grudnitskiy V. V., Beresnev V. M., Droby- shevskaya A. A., Turbin P. V., Toryanik I. N., Grankin S. S., Kolesnikov D. A., Nem- chenko U. S. Elemental and phase analysis of nanocomposite coatings on basis Ti-Hf-Si-N system received by the vacuum-arc deposition method // Physical surface engineering. — 2012. — Vol. 10, No. 3. — P. 286–294. 20. Beresnev V. M., Sobol’ O. V., Pogrebnyak A. D., Litovchenko S. V., Klimenko S. A., Stol- bovoj V. A., Srebnyuk P. A., Manohin A. S., Kovaleva M. G., Novikov V. Yu., Mej lehov A. A., Nemchenko U. S., Barmin A. E., Turbin P. V. Struktura i mehanicheskie svojstva vakuumno- dugovyh pokrytij sistemy TiAlSiY, osazhdennyh v azotnoj atmosfere // Fizika i himiya obrabotki materialov. — 2017, No. 2. — P. 34–43. 21. Sobol’ O. V., Andreev A. A., Grigoriev S. N., Gorban’ V. F., Volosova M. A., Aleshin S. V., Stolbovoi V. A. Effect of high-voltage pulses on the structure and properties of titanium nitride vacuum-arc coatings // Metal Science and Heat Treatment. — 2012. — Vol. 54, No. 3. — P. 195–203.

Вплив прискорюючої дії напруги імпульсного ВЧ генератора на властивості нанокомпозитних нітридних покриттів

Institution

Ähnliche Einträge