Синтез функциональных покрытий

Синтез тонких покрытий Ti-Cu-N (2-5 мкм) осуществлялся на специализированной вакуумной установке в плазме дуговых разрядов низкого давления. Её ключевыми устройствами для формирования многокомпонентной плазмы являлись электродуговой испаритель (источник металлической плазмы из катодного пятна вакуумно-дугового разряда) и источник газоразрядной плазмы на основе несамостоятельного дугового разряда. Благодаря модернизации рабочей установки плазмогенератором осаждение покрытий, а также предварительная очистка подложек происходит в среде не молекулярного, а ионизированного газа. Синтез металлической плазмы осуществлялся распылением следующих систем катодов: 1) Ti-и Си-катоды; 2) мозаичный Ti-катод с медными вставками диметром 8 мм (Ti-19%Cu); 3-6 композиционные катоды состава Ti-30%Cu, Ti-12%Cu, Ti-9%Cu, Ti-5.5%Cu соответственно. Композиционные катоды получали по традициионной технологии: приготовление смеси метали-ческих порошков заданного состава, холодное прессование и вакуумное спекание.

Непосредственно перед напылением покрытий поверхность образцов из стали 12Х18Н10Т и твердого сплава ВК-8 очищалась ионами аргона от оксидных пленок и адсорбированных газов. В результате ионной бомбардировки поверхностный слой подложек активировался для обеспечения прочности сцепления покрытия с подложкой. На этом этапе обработки образцы нагревались до температуры 300° С. Формированию нитридного покрытия предшествовала конденсация подслоя из материала катода (в случае использования двух катодов распылялся титановый катод) в плазме, получаемой при испарении металла в катодном пятне вакуумного дугового разряда в атмосфере аргона в течение 5 мин. После формирования переходного слоя толщиной 100 нм аргон заменяли на реактивный газ азот. Во время очистки и активации подложек, формирования подслоя и многокомпонентных покрытий с помощью каждой из систем катодов параметры разрядов такие, как поддерживались одинаковыми для возможности объективной оценки и сравнения комплекса свойств синтезируемых покрытий.