Расчетный и экспериментальный фазовый составы

Сравнивая рассчитанный фазовый состав ионно-плазменных покрытий (Р-Т-Х диаграмма) с диаграммами состояния Ме-С (где Me это Ti, Zr), можно сделать вывод о тождественности фазовых составов в обоих случаях. Рассчитанные фазовые и химические составы покрытий были проверены экспериментально.

Покрытие на основе TiCx, нанесенное на подложку из стали Р6М5К5 при давлении ацетилена 1,1 Па, содержит 33%TiC и 67% свободного углерода С (ат.%), что соответствует их содержанию в масс. %: 70% TiC и 30% С. Эти данные получены из предположения о формировании карбида типа TiC и по данным анализа ожеспектров. Для покрытия на основе ZrCx, нанесенного на подложку из стали Р6М5К5 при давлении ацетилена в 0,007-0,008 Па, отношение концентрации углерода к концентрации циркония составляет 0,78. Это означает, что при данных условиях нанесения покрытия образуется карбид циркония нестехиометрического состава 2гСо.

Сложный состав покрытий ведет к дублированию линий спектра благодаря С-С - и C-Ti-связям. Позиция отдельных линий соответствует кинетической энергии в 1205,0 и 1201,6 эВ. Сдвиги линии углерода первого среднего уровня были оценены +1,7 и -0,7 эВ, в соответствии с кинетической энергией графитного уровня (1202,3 эВ). Эти сдвиги схожи с теми, что описаны для TiC, графита и алмаза. Величина линии углерода свободного состояния увеличивается с увеличением концентрации (давления) реактивного газа.

Электронная структура валентного диапазона имеет 2 группы уровней. Одна группа имеет высокую связующую энергию (laig, ltUi leg), наполненную в основном s - и р-электронами металла. Другая группа отделена от первой широким энергетическим промежутком и имеет низкие связующие энергии с главным составляющим р-электронами нанометаллов и d-электронами металлов.

Свободный углерод в покрытии TiC основном имеет импульс в структуре валентного диапазона. Для разделения этого импульса спектр был вычтен из с предварительной нормализацией на относительное содержание TiC (33 ат.%). Линия показывает результаты, соответствующие свободному С: ионно-плазменное покрытие имеет высокую DOS при 9-14 эВ, среднюю при 15-19 эВ и низкую при 0-9 эВ.