Осаждение покрытий

С другой стороны, в покрытии, адгезионносвязанном с подложкой, при бомбардировке во время роста собственными частицами с энергиями более 10 эВ формируются напряжения сжатия, создаются радиационные дефекты, увеличивается плотность дислокаций, происходит измельчение кристаллитов, т. е. имеют место процессы, способствующие увеличению твёрдости покрытия и его стойкости против эрозии.

Толщину покрытий измеряли весовым методом, исходя из теоретической (19,3 г/см3) плотности вольфрама, близкой по величине к плотности вакуумно-дуговых покрытий, осаждённых в высоком вакууме. Как видно из рисунка, скорость осаждения в пределах диапазона потенциала подложки 25 - 50 В изменяется мало, при потенциале 100 В она существенно ниже, а при 200 В распыляется весь осаждающийся вольфрам и частично подложка. При этом твёрдость покрытия, осаждённого при потенциале 25 В измерить не удалось из-за его хрупкости и низкой адгезии. Микротвёрдость покрытия, осаждённого при потенциале 50 В, была около 4,5 - 5 ГПа, т. е. на уровне микротвёрдости вольфрамового покрытия, осаждённого в высоком вакууме. При этом плотность покрытия составила 11,5 - 13 г/см3, т. е. 0,6 - 0,7 от плотности покрытия, осаждённого в высоком вакууме. Поэтому дальнейшие исследования было решено проводить с покрытиями, осаждёнными по режиму: ток дуги 170 А, потенциал подложки - 50 В, давление аргона 10... 13 Па. При этом потенциале скорость осаждения снижается незначительно, их твёрдость удовлетворительна. При давлении аргона 13 Па плотность осаждённых покрытий вдвое ниже теоретической.

Видно, что имеется много пор с различными размерами, большинство из них менее 1 мкм. Толщина, определённая весовым способом, на уровне оси плазменного потока составляет 10 мкм, по мере удаления от оси на 8... 14 см толщина несколько возрастает (до 11,6 мкм), а затем снижается. Таким образом, из графика видно, что в пределах радиуса 19 см на подложке, удалённой от катода на расстояние 250 мм, вокруг оси потока равномерность толщины покрытия достаточно высокая.