Введение
1 Особенности формирования поликристаллических пленок на основе Ti-Al-N 14
1.1 Низкотемпературные ионно-плазменные методы получения пленок Ti-Al-N 14
1.2 Оборудование для получения пленок Ti-Al-N низкотемпературными ионно-плазменными методами 16
1.3 Основные закономерности изменения микроструктуры пленок Ti-Al-N в зависимости от концентрации алюминия и технологических условий осаждения 18
1.4 Фазовые превращения, протекающие в пленках Ti-Al-N под, влиянием технологических условий осаждения 26
1.5 Изменение элементного состава пленок Ti-Al-N под влиянием технологических условий осаждения 29
1.6 Изменение параметров структуры пленки Ti-Al-N под влиянием технологических условий осаждения 30
1.7 Изменение физико-механических свойств пленок Ti-Al-N под влиянием технологических условий осаждения, строения и состава 35
1.8 Изменение трибологических свойств пленок Ti-Al-N под влиянием технологических условий осаждения, их строения и состава 40
1.9 Изменение адгезионной прочности пленок Ti-Al-N под влиянием технологических условий осаждения
1.10 Основные проблемы получения пленок Ti-Al-N в низкотемпературных условиях 44
1.11 Выводы 45
2 Материалы и методики проведения исследования 46
2.1 Материалы исследования 46
2.1.1 Материалы образцов и их подготовка 46
2.1.2 Материалы подслоев пленок Ti-Al-N 47
2.2 Оборудование и технология осаждения пленок Ti-Al-N з 2.2.1 Оборудование для осаждения пленок Ti-Al-N 48
2.2.2 Технологический процесс осаждения пленок Ti-Al-N 50
2.3 Методы исследования состава и структуры пленок Ti-Al-N 51
2.3.1 Метод исследования фазового состава и структуры пленок Ti-Al-N..51
2.3.2 Метод исследования элементного состава пленок Ti-Al-N 52
2.3.3 Метод исследования микроструктуры, морфологии поверхности и толщины пленок Ti-Al-N 53
2.3.4 Метод исследования топографии поверхности пленок Ti-Al-N 54
2.4 Метод оценки напряженного состояния пленок Ti-Al-N 55
2.5 Метод определения адгезионной прочности пленок Ti-Al-N 56
2.6 Метод определения физико-механических свойств пленок Ti-Al-N 57
2.7 Метод определения трибологических свойств пленок Ti-Al-N 59 2.8 Метод определения коррозионных свойств пленок Ti-Al-N 61
3 Влияние технологических параметров процесса осаждения пленок ti-al-n на их состав, строение, структурное и напряженное состояние 62
3.1 Фазовый состав и параметры структуры пленок Ti-Al-N в зависимости от технологических параметров процесса осаждения 62
3.1.1 Фазовый состав и параметры структуры пленок Ti-Al-N в зависимости от давления газовой смеси 62
3.1.2 Фазовый состав и параметры структуры пленок Ti-Al-N в зависимости от напряжения смещения на подложке 64
3.1.3 Фазовый состав и параметры структуры пленок Ti-Al-N в зависимости от содержании азота в газовой смеси 66
3.1.4 Фазовый состав и параметры структуры пленок Ti-Al-N в зависимости от мощности магнетронной системы 68
3.1.5 Фазовый состав и параметры структуры пленок Ti-Al-N в зависимости от величины разрядного тока на алюминиевой мишени 70
3.2 Морфология, топография поверхности и микроструктура пленок Ti-Al-N в зависимости от технологических параметров процесса осаждения 72
3.2.1 Морфология, топография поверхности и микроструктура пленок Ti-Al-N ъ зависимости от давления газовой смеси 72
3.2.2 Морфология, топография поверхности и микроструктура пленок Ti-Al-N в зависимости от напряжения смещения на подложке 79
3.2.3 Морфология, топография поверхности и микроструктура пленок Ti-Al-N в зависимости от содержания азота в газовой смеси 84
3.2.4 Морфология, топография поверхности и микроструктура пленок Ti-Al-N в зависимости от мощности магнетронной системы 88
3.2.5 Морфология, топография поверхности и микроструктура пленок Ti-Al-Nъ зависимости от величины разрядного тока на алюминиевой мишени 3.3 Элементный состав пленок Ti-Al-N в зависимости от технологических параметров процесса осаждения 100
3.4 Фазовый состав и структура пленок AlNn TiN 103
3.5 Выводы 106
4 Закономерности влияния состава, строения, структуры и напряженного состояния, шероховатости поверхности пленок ti-al-n на их функциональные свойства 107
4.1 Изучение зависимостей физико-механических свойств пленок Ti-Al-N
от их состава, строения, структурного и напряженного состояния 107
4.1.1 Изучение зависимостей физико-механических свойств пленок Ti-Al-N от их фазового состава 107
4.1.2 Изучение зависимостей физико-механических свойств пленок Ti-Al-N от их элементного состава 108
4.1.3 Изучение зависимостей физико-механических свойств пленок Ti-Al-N от их строения и структурного состояния
4.1.4 Изучение зависимостей физико-механических свойств пленок Ti-Al-N от их напряженного состояния 112
4.1.5 Изучение зависимостей физико-механических свойств пленок Ti-Al-N от их толщины 115
4.1.6 Физико-механические свойства пленок AIN и TiN
4.2 Адгезионная прочность пленок Ti-Al-N 116
4.3 Трибологические свойства материала подложки и пленок Ti-Al-N
4.3.1 Трибологические свойства материала подложки 117
4.3.2 Трибологические свойства пленок ТІ-AI-NB зависимости от их фазового состава 118 4.3.3 Трибологические свойства пленок ТІ-AI-NB зависимости от их элементного состава 119
4.3.4 Трибологические свойства пленок ТІ-AI-NB зависимости от шероховатости поверхности 120
4.3.5 Трибологические свойства пленок Ti-Al-N в зависимости от параметров структуры 122
4.3.6 Корреляционная зависимость трибологических и физико-механических свойств пленок Ti-Al-N 124
4.4 Коррозионные свойства пленок Ti-Al-N, АШ и TiN 125
4.5 Функциональные свойства пленок ТІ-AI-NB зависимости от состава слоев 132
4.6 Физико-механические, адгезионные, трибологические и коррозионные свойства многослойных пленок на основе слоев Tii xAlxN, TiN и АШ 136
4.7 Выводы 141
5 Практическая реализация технологии упрочнения режущего инструмента и фрикционных пар многослойными пленками на основе Ti-Al-N 143
5.1 Технологические основы процесса осаждения многослойных пленок на основе слоев Ti\.xAlxN,AlNvi TiN 143
5.2 Промышленные испытания топливо регулирующей и запорной арматуры 145
5.3 Промышленные испытания режущего инструмента 1 5.3.1 Промышленные испытания метчиков 147
5.3.2 Промышленные испытания фрез 149
5.3.3 Промышленные испытания сверл 1 5.3 Практические рекомендации по применению многослойных пленок 152
5.4 Выводы 153
Заключение 154
Список сокращений и условных обозначений 157
Список литературы
