Порівняльний -дифракційний аналіз напруженого стану вольфрамової тонкої стрічки та магнетронно напилених вольфрамових покриттів

Автори С.М. Данильченко , О.В. Коченко , О.М. Калінкевич , О.Ю. Карпенко, В.А. Батурін
Приналежність

Інститут прикладної фізики НАНУ, вул. Петропавлівська, 58, 40000 Суми, Україна

Е-mail danilserg50@gmail.com
Випуск Том 14, Рік 2022, Номер 1
Дати Одержано 12 квітня 2021; у відредагованій формі 23 лютого 2022; опубліковано online 28 лютого 2022
Посилання С.М. Данильченко, О.В. Коченко, О.М. Калінкевич, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 14 № 1, 01026 (2022)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.14(1).01026
PACS Number(s) 61.05.cp, 07.10.Lw
Ключові слова Рентгенівська дифракція (21) , Вольфрам (2) , Сталь (6) , Покриття (76) , Рентгенівська тензометрія, Макронапруження, Параметр решітки, Розширення ліній.
Анотація

Методом рентгенівської тензометрії (sin2ψ метод) досліджено напружений стан прокатаної вольфрамової стрічки та покриттів вольфраму, магнетронно напилених на підкладці з феритної сталі. У вольфрамовій стрічці виявлені площинні двовісні стискаючі напруження σy=−0,40ГПа і −0,45ГПа у напрямку прокатки та σx=−0,28ГПа і −0,25ГПа у напрямку, перпендикулярному напрямку прокатки з лицьової та зворотної сторони, відповідно. У покриттях вольфраму на сталевій підкладці виявлені площинні рівновісні стискаючі напруження, осесиметричні відносно нормалі до поверхні (σy=σx=σφ). Величини напружень у вольфрамових покриттях у кілька разів вищі, ніж у вольфрамовій стрічці. Найбільше напруження стиснення (–3,7ГПа) виявлено у вольфрамовому покритті номінальною товщиною 250нм у покритті товщиною 460нм рівень напружень у 1,5 рази нижчий. Особливістю проведеного аналізу було те, що у випадку вольфрамової стрічки використовувалася лінія (310), яка безумовно належить до прецизійної області кутів дифракції, тоді як у випадку вольфрамових покриттів через перекриття (310) лінії W та лінії (220) α-Fe підкладки, використано лінії (220) та (211), які задовольняють цій умові меншою мірою. Застосування відносно м'якого Co-випромінювання (у порівнянні з Cu-випромінюванням) дещо пом'якшило цю невідповідність. Параметр ґратки, що відповідає недеформованому перетину еліпсоїда деформації (a0), у вольфрамовій стрічці був нижчим, а у покриттях – вищим ніж довідкове значення для α-W; зі збільшенням товщини покриття ця відмінність збільшується. Причини цих розбіжностей обговорено. З розгляду розширення дифракційних піків вольфраму встановлено, що як малі розміри кристалітів, так і мікродеформації кристалічної ґратки є причиною цього розширення в зразках обох груп, хоча мікроструктура покриттів значно дефектніша.

Перелік посилань