Спосіб одержання нітридної плівки

Спосіб одержання нітридної плівки TiN, який полягає у розпиленні мішені, формуванні модифікованого покриття в результаті іонної імплантації у ґратку полікристалічної підкладки іонізованих атомів титанової мішені і реактивного газу азоту, який відрізняється тим, що як полікристалічну підклад 3 30X13 при 20 і 80 хвилинах Імплантації, на фіг. 2 зображено оптичний знімок структури сталі 30X13 після 20 хвилин імплантації при збільшенні - 1320, на фіг. 3 - оптичний знімок структури сталі 30X13 після 70 хвилин імплантації при збільшенні - 1320, на фіг. 4 зображено графік залежності мікротвердості нітридної плівки на підкладці зі сталі 30X13 від часу імплантації, на фіг. 5 - результати дряпання поверхні нітридної плівки (адгезія з підкладкою сталі 30X13) після 10 хвилин імплантації х 600 з навантаженням на індентор 15, 25, 35 г, на фіг. 6 зображено результати дряпання поверхні нітридної плівки (адгезія з підкладкою сталі 30X13) після 50 хвилин імплантації х 600 з навантаженням на індентор 15, 25, 35 г. Спосіб здійснюють наступним чином. У вакуумній камері установки іонної імплантації на барабані розміщують очищені стальні підкладки, титанову мішень встановлюють на іонному джерелі. Камеру герметизують, включають форвакуумний насос і водяне охолодження. Протягом 5 хвилин проводять промивання камери азотом. Перед імплантацією на підкладки зі сталі 30X13 подають негативний потенціал, в результаті іони азоту бомбардують поверхні сталевих підкладок, очищаючи їх від залишкових забруднень. При досягненні у камері необхідного тиску подають напругу на катод і анод, в результаті виникає розряд. Одночасно подають напругу на мішень та отримують захисне покриття нітриду титану шляхом інтенсивного бомбардування титанової мішені іонами азоту і розпилення її матеріалу. Розігнані іони титану, вибиті з мішені, проникають у сталеві підкладки. Після набору заданих доз імплантації вимикають живлення анода і катода. Потім припиняють подачу азоту, напускають повітря у камеру і сталеві підкладки виймають. Режими отримання нітридної плівки: напруга (Up) і струм (Ір) на газовому розряді 430 В і 0,35 А, на мішені им=1,2 кВ і Ім=60 мА, на підкладці Uп=35 кВ і Іп=35 мА, доза опромінення 16 17 D=6,69-10 - 6,02-10 іон/см. Структура і фазовий склад нітридних плівок досліджувались за допомогою рентгенівського дифрактометра ДРОН-4 у відфільтрованому СоКа - випромінюванні при напрузі 30 кВ і анодному струмі 30 мА, товщина визначалась на металографічному мікроскопі МИМ-8. Ступінь адгезії визначалась подряпуванням діамантовою пірамідою 66847 4 отриманої нітридної плівки на мікротвердомірі ПМТ-3 при навантаженні 15, 25, 35 гр. Виміри мікротвердості нітридних плівок здійснювались методом Віккерса на приладі ПМТ-3 при навантаженні на індентор 35г. Приклад. Імплантацію нітридної плівки проводили на установці іонної імплантації при такому режимі імплантації: Up=430 В і Іп=0,35 A, Uм=1,2 кВ, Ім=60 мА, Uп=35 кВ, Іп=35 мА. Як підкладка була вибрана платівка конструкційної сталі 30X13, як мішень - титанова платівка, а реактивним газом був азот при тиску 5,32-10 Па. У процесі імплантації мішень опромінювали іонами азоту в інтервалі 16 17 від 6,69-10 до 6,02-10 іон/см. Таким чином на підкладці конструкційної сталі 30X13 можна одержувати нітридні плівки TiN, а також з нітридами матеріалу підкладки, з їх різним співвідношенням. 16 17 При дозах від 6,69-10 до 6,02-10 іон/см та часі від 10 до 90 хв. імплантації було отримано нітридну плівку. Дифрактограми нітридних плівок, отриманих методом іонної імплантації, підтверджують багатофазність покриттів (фіг. 1). Отримані нітридні плівки мають дрібнозернисту структуру, яка має велику щільність і сприяє підвищенню твердості (фіг. 2-3). Мікротвердість композиції «модифікований шар - підкладка» - 5,12 ГПа (фіг. 4). Подряпування алмазного пірамідою свідчить про високу адгезію, а також про високі пластичні властивості отриманої нітридної плівки (фіг. 5-6). Таким чином, при використанні високодозової 16 імплантації з дозою опромінення від 6,69-10 до 17 2 6,02-10 іон/см можна отримувати багатофазні нітридні плівки на підкладках з конструкційної сталі 30X13, які володіють високою твердістю, адгезією та мають дрібнозернисту структуру. Використання корисної моделі, яка заявляється, дозволить на установці іонної імплантації при високих дозах імплантації отримувати нітридні плівки з більшою адгезією, більшою твердістю, зносостійкістю, пластичними властивостями на підкладках з більш дешевого матеріалу у порівнянні з відомим способом. Джерело інформації: 1. Деклараційний патент України на винахід № 68968 А, МПК 7 С23С16/34, опублікований 16.08.2004, бюл. №: 8 - прототип. 5 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 66847 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601