Введение
ГЛАВА 1. Генерация плазмы для синтеза нанокристаллических нитридных покрытий ионно-плазменными методами 11
1.1. Вакуумно-дуговой метод осаждения покрытий и его особенности 11
1.1.1. Процессы в катодной области дуги 12
1.1.2. Эрозия катода 18
1.1.3. Процессы в межэлектродном пространстве 22
1.1.4. Процессы на аноде 27
1.1.5. Процессы на подложке 29
1.1.6. Генерация металлической плазмы для синтеза покрытий 32
1.2. Твердые и сверхтвердые нанокристаллические покрытия на основе TiN 36
1.2.1. TiN покрытия: свойства, структура, особенности, применение 37
1.2.2. Нанокристаллическе покрытия: методы синтеза, характеристики, особенности 39
1.2.3. Влияние добавочного элемента на структурно-фазовый состав и характеристики покрытий 43
1.2.3.1. Ti–Al–N покрытие 44
1.2.3.2. Ti–Si–N покрытие 46
1.2.3.3. Ti–Cu–N покрытие 49
1.2.3.4. Покрытия с многоэлементным (четырех и более элементным) составом
1.3. Генерация многокомпонентной плазмы дуговых разрядов для формирования нанокристалличских покрытий 54
1.4. Влияние ионного и ионно-плазменного ассистирования на синтез и свойства покрытий 56
Выводы и постановка задачи исследования 63
ГЛАВА 2. Экспериментальное оборудование и методики исследования 66
2.1. Экспериментальная установка 66
2.2. Исследование характеристик катодных пятен 73
2.3. Измерение параметров плазмы, плотности ионного тока, коэффициента электропереноса, скорости ионно-плазменного травления материалов, скорости роста покрытий и доли капельной фазы 75
2.4. Оборудование и методики исследования покрытий
2.4.1. Исследование структурно-фазовых характеристик покрытий 81
2.4.2. Исследование элементного состава покрытий 82
2.4.3. Измерение толщины и исследование физико-механических свойств покрытий
2.4.4. Исследование трибологических характеристик 86
2.4.5. Исследование термической стабильности покрытий и их стойкости к окислению 86
Выводы 88
Глава 3. Генерация газометаллической плазмы дуговых разрядов низкого давления 89
3.1. Распыление композиционных катодов системы Ti–Cu 89
3.1.1. Характеристики катодных пятен на композиционных катодах 90
3.1.2. Эрозионные особенности композиционных катодов системы Ti–Cu при генерации плазмы для вакуумно-дугового осаждения покрытий
3.2. Параметры плазмы, генерируемой независимой и совместной работой источников газовой и металлической плазмы 105
3.3. Влияние плазменного ассистирования на процесс вакуумно-дугового осаждения и характеристики нитридных покрытий
3.3.1. Покрытия на основе TiN 113
3.3.2. MoN покрытие 118
Выводы 123
ГЛАВА 4. Многокомпонентные износостойкие покрытия с нанокристаллической структурой 125
4.1. Синтез сверхтвердых Ti–Cu–N покрытий вакуумно-дуговым методом с плазменным ассистированием и его особенности 125
4.1.1. Ионно-плазменная обработка подложек перед напылением 125
4.1.2. Напыление Ti–Cu–N покрытий из газометаллической плазмы дуговых разрядов
4.2. Физико-механические и трибологические характеристики Ti–Cu–N покрытий 135
4.3. Структурно-фазовый и элементный состав, структурная модель роста Ti–Cu–N покрытий 139
4.4. Термическая стабильность и стойкость к окислению Ti–Cu–N покрытий
4.4.1. Исследование термической стабильности Ti–Cu–N покрытий 144
4.4.2. Исследование стойкости Ti–Cu–N покрытий к окислению 147
4.5. Возможные области применения многокомпонентных покрытий на основе TiN 154
Выводы 157
Заключение 159
Список литературы
