Плотные вольфрамовые покрытия

Избирательно определена толщина покрытий методом шлифа. Эта толщина оказалась соответственно 18 мкм на оси и 22 мм на расстоянии 14 см от оси. Таким образом, уровень пористости, определённый как разница в толщинах, оцененных разными методами, составляет 45 % на оси и 55 % на расстоянии 14 см от оси. Увеличение пористости при увеличении расстояния от оси плазменного потока можно объяснить двумя причинами. Одна из них - увеличенная плотность ионов вольфрама в центре плазменного потока (средний заряд ионов вольфрама в высоком вакууме 3,1; начальная энергия 106 эВ), что увеличивает температуру подложки и соответственно ухудшает условия сорбции аргона на поверхности конденсата, т. е. ухудшает условия формирования пор. Второе возможное объяснение: более высокое давление металлической компоненты на оси потока и высокая энергия ионов препятствуют проникновению атомов аргона к оси потока, что снижает его концентрацию и, следовательно, скорость образования пор.

Плотные вольфрамовые покрытия (пористость 1...3 %) были получены при осаждении в высоком вакууме или в присутствии аргона при давлении менее 0,6 Па.

Из рисунка видно, что коэффициенты эрозии как для плотного вольфрамового покрытия, так и для пористого практически одинаковы. Плотное вакуумно-дуговое покрытие, насыщенное водородом, имеет коэффициент эрозии существенно меньший.

Это можно объяснить тем, что с увеличением толщины растёт открытая пористость в покрытии (согласно теории коалесценции пор Лившица-Слёзова-Вагнера) или что размер пор увеличивается с увеличением времени осаждения. Впрочем последнее кажется менее вероятным. Также с увеличением толщины возможно увеличение количества микротрещин в покрытиях за счёт разницы в коэффициентах термического расширения вольфрама и палладия. Величины энергии активации водородопроницаемости, рассчитанные по наклонам прямых, составили для пористых W-покрытий 15.44 кДж/моль, для плотных - около 12,8 кДж/моль, что немного выше, чем для палладия без покрытия (11кДж/моль).