Размер зерен

Следующим шагом для реализации задачи, связанной с улучшением структурных и механических характеристик растущей пленки электролита было проведение экспериментов с использованием предварительной ионной имплантации.

Сравнивая приведенные изображения, можно видеть, что в то время, как поверхность покрытия, полученного на не имплантированной подложке, представлена отдельными зернами с достаточно четкими границами между ними, на поверхности покрытия, полученного на имплантированной подложке, наблюдается слияние зерен в единую более плотную структуру. Кроме того, практически исчезают границы как между мелкими зернами, так и крупными элементами структуры.

Было отмечено, что данный метод поверхностной модификации обеспечил формирование пленки электролита с достаточно развитой поверхностью.

Размер зерен данных образцов изменялся от 50 до 1200 нм для покрытий, полученных в pulse-DC-режиме, и 60-1500 нм для образцов, напыленных в DC-режиме, величина составила примерно 200 нм для обоих режимов напыления. На поверхности образцов не было обнаружено трещин и отслаивания покрытий.

Исследования микроструктуры поперечного излома показали, что предварительная имплантация позволила увеличить площадь контакта между подложкой и пленкой и, как следствие, получить покрытие с хорошей адгезией.

Более того было обнаружено, что в образцах, напыленных при питании магнетрона от импульсного источника питания, структура пленок электролита представляет собой сросшиеся столбы без явных границ и трещин между ними, формирующих единую плотную структуру, о чем также свидетельствуют результаты исследования поверхности методом атомно-силовой микроскопии. Таким образом, удалось существенно подавить столбчатую структуру пленок YSZ электролита.