Осадження покриття іонно-плазмовим розпиленням мішені з max фази Ti2AlC

Автори О.С. Купрін1, T.О. Пріхна2, О.М. Решетняк1, С.М. Дуб2, M.О. Бoртницька1, I.В. Koлoдій1, В.A. Білоус1, О.В. Ільченко1, В.Б. Свердун2
Приналежність

1Національний Науковий Центр “Харківський Фізико-технічний Інститут”, вул. Академічна 1, 61108 Харків, Україна

2Інститут Надтвердих Матеріалів імені В.М. Бакуля Національної Академії Наук України, вул. Автозаводська 2, 04074 Київ, Україна

Е-mail
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 5
Дати Одержано 12 травня 2020; у відредагованій формі 15 жовтня 2020; опубліковано online 25 жовтня 2020
Посилання О.С. Купрін, T.О. Пріхна, О.М. Решетняк та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 5, 05011 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(5).05011
PACS Number(s) 52.80.Vp, 52.77.Bn, 62.20.Qp, 81
Ключові слова MAX фаза, Розпилення (24) , Плазма (11) , Покриття (63) , Структура (170) , Твердість (52) .
Анотація

Вивчено процес осадження покриттів шляхом розпилення мішені на основі MAX-фази Ti2AlC з використанням джерела газової плазми. Показано, що MAX-фаза Ti2AlC відноситься до важкорозпилюємих матеріалів. Зі збільшенням енергії розпилення іонів Ar+ з 400 до 1200еВ коефіцієнт розпилення мішені на основі MAX-фази збільшується з 0,2 до 0,7 атом/іон. Отримані значення в 1,5 рази нижчі за коефіцієнти розпилення мішені з титану. Фазові перетворення відбуваються на поверхні мішені і пов'язані з розпадом MAX-фази та селективним розпиленням більш легких елементів іонами Ar+. Було встановлено, що на склад нанесених покриттів суттєво впливає величина потенціалу зміщення на підкладці. Зі збільшенням потенціалу в діапазоні від 50 до 200 В відносний вміст алюмінію в покриттях різко падає на користь титану від Ti:Al  3,5:1 до Ti:Al  48:1. Незалежно від складу, твердий розчин (Ti,Al)C утворюється в покриттях з кубічною кристалічною решіткою типу NaCl, розміром кристалітів 10-15 нм і текстурою осьового типу. MAX-фаза Ti2AlC в покриттях не виявлена. Покриття мають високу твердість і модуль Юнга, які збільшуються зі зниженням концентрації алюмінію в межах 21-30 ГПа та 290-340 ГПа.

Перелік посилань