Вольфрамовые покрытия

Вольфрамовые покрытия осаждали на серийной вакуумно-дуговой установке Булат-6 на образцы из никеля и палладия в виде дисков диаметром 20 и 25 мм и толщиной 0,1; 0,2 и 1 мм, а также трубку из палладия диаметром 6 мм, толщиной стенки 0,25 мм и длиной 250 мм. На плоские образцы наносили вольфрамовые покрытия различной толщины с одной стороны, на трубку - с вращением вокруг её оси на поворотном устройстве установки. Расстояние от испарителя до подложек составляло 250 мм.

Осаждение покрытий осуществляли в два этапа. Сначала подложки подвергали очистке бомбардировкой ионами вольфрама при отрицательном потенциале 1000 В, токе дуги 170 А при давлении остаточных газов 0,001 Па в течение 1,5...2 мин, а затем осуществляли процесс осаждения при токе дуги 170... 180 А, различных потенциалах подложки и давления аргона.

Для получения пористых покрытий предполагалось в процессе их осаждения напускать в вакуумную камеру аргон при различных давлениях. Предварительные эксперименты показали, что существенное снижение плотности вольфрамовых покрытий начинается при давлении аргона в камере более 10 Па. Прежде всего нужно было оптимизировать условия их осаждения исходя из следующих соображений. Покрытия должны обладать высокой сопротивляемостью эрозии при воздействии плазмы, т. е. иметь плотную мелкокристаллическую структуру, микротвёрдость на уровне плотных вакуумно-дуговых покрытий из вольфрама, приемлемую скорость осаждения, высокую равномерность. Эти характеристики можно регулировать изменением энергии бомбардирующих ионов, т. е. величиной отрицательного потенциала на подложке. С увеличением энергии бомбардирующих ионов, с одной стороны, происходит распыление осаждающегося покрытия, повышается подвижность поверхностных атомов, увеличивается десорбция атомов аргона, что снижает скорость осаждения и ухудшает процесс образования пор.