книги / Особенности получения наноструктурированных ионно-плазменных плёнок с заданными свойствами
..pdfот оптимального давления газовой смеси и недостаточное охлаждение поверхности мишени.
Установлены технологические параметры, оказывающие непосредственное влияние на фазовый состав и свойства пленок ZrN, получаемых методом электродугового испарения. К таким параметрам относятся: температура подложки, температура конденсации, ток дуги, напряжение смещения на подложке, давление газовой смеси, соотношение реакционного и инертного газа газовой смеси, дистанция подложка–источник плазмы.
Проведение технологического процесса в соответствии с оптимальными технологическими параметрами позволило получить износостойкие пленки ZrN, позволяющие в сложных технологических условиях обрабатывать такие сложные материалы, как аустенитные стали, повысить стойкость инструмента из быстрорежущей стали в 1,7 раза и улучшить качество обработанной поверхности.
Увеличение сопротивляемости инструментального материала адгезионному изнашиванию при осаждении пленки ZrN обусловлено снижением склонности структур быстрорежущей стали к взаимодействию с обрабатываемым материалом за счет появления на его поверхности промежуточного тела (пленки), имеющего более устойчивые электронные конфигурации типа s2p6, повышением уровня энергетического порога, при котором не возможна адгезия инструментального материала с обрабатываемым из-за снижения касательных напряжений и температур.
111
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Исследование особенностей фрактальных наноразмерных тонкопленочных структур / В.А. Жабрев [и др.] // Тонкие пленки в оптике и наноэлектронике: материалы Харьк. нанотехн. ассамблеи, Харьков, 2–6 окт. 2006 г. – Харьков: Контраст, 2006. – С. 248–257.
2.Наноструктурные наноразмерные покрытия и перспективы их применения / А.В. Анисимов [и др.] // Тонкие пленки
воптике и наноэлектронике: материалы Харьк. нанотехн. ассамблеи, Харьков, 2–6 окт. 2006 г. – Харьков: Контраст, 2006. –
С. 244.
3.Астахов М.В. Физико-химические свойства индивидуальных наночастиц и их ансамблей // Изв. вузов. Материалы электронной техники / Моск. ин-т стали и сплавов (Технологический университет). – 2002. – № 2. – С. 15–20.
4.Особенности структуры ультрадисперсных алмазов, полученных высокотемпературным синтезом в условиях взрыва / В.И. Трефилов [и др.] // Докл. АН СССР. – 1978. – № 239. –
С. 838–841.
5.Ройтбурд А.Л. Теория формирования гетерофазной структуры при фазовых превращениях в твердом состоянии //
Успехи физических наук. – 1974. – Т. 113, № 1. – С. 69–104.
6.Каблов Е.Н., Мубояджян С.А., Луценко А.Н. Наноструктурные ионно-плазменные защитные и упрочняющие покрытия для лопаток газотурбинных двигателей // Вопросы материалове-
дения. – 2008. – № 2 (54). – С. 175.
7.Иевлев В.М. Компактные пленочные наноструктуры // Алмазные пленки и пленки родственных материалов: тр. Харьк.
науч. ассамблеи ISTFE-15. – Харьков, 2003. – С. 82.
8.Материалы, оборудование и технологии наноэлектроники и микрофотоники: моногр. / под ред. А.Ф. Белянина, М.И. Самойловича, А.П. Семенова. – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2003. – 357 с.
112
9.Высокие технологии в промышленности России (материалы и устройства электронной техники): сб. тр. / под ред. А.Ф. Белянина, М.И. Самойловича; ОАО ЦНИТИ «Техномаш». –
М., 2003. – 363 с.
10.Belyanin A.F., Samoylovich M.I. Nanostructures and photon crystals: monogr. / CRTI «Technomash». – М., 2004. – 323 р.
11.Высокие технологии в промышленности России (материалы и устройства функциональной электроники и микрофотоники): сб. тр. / под ред. А.Ф. Белянина, М.И. Самойловича;
ОАО ЦНИТИ «Техномаш». – М., 2004. – Ч. 1. – 411 с.
12.Porter D.A., Easterling К.Е. Phase Transformations in Metals and Alloys. Stanley Thornes. – Cornwall, 2000.
13.Mayrhofer P.H., Kunc F., Musil J., Mitterer C. A comparative study on reactive and non-reactive unbalanced magnetron sputter deposition of TiN coatings // Thin Solid Films. – 2002. – Vol. 151,
№9. – P. 415.
14.Shtansky D.V. Multicomponent nanostructured thin films deposition, characterization, testing and application // Nanostructured Thin Films and Nanodispersion Strengthened Coatings: Proc. of 11 Moscow Internatuinal Congress (Moscow, 8–10 Dec. 2003). – Amsterdam: Kluwer Academic Publishers, 2003. – P. 159.
15.Musil J. Hard and superhard nanocomposite coatings // Surf Coat Technol. – 2000. – Vol. 322, № 30. – P. 125.
16.Белянин А.Ф., Самойлович М.И., Дзбановский Н.Н. [и др.]. Особенности формирования наноструктурированных пленок иридия и поликластерного алмаза // Высокие технологии в промышленности России: материалы XIII Междунар. научнотехн. конф., Москва, 6–8 сент. 2007 г. – М.: Изд-во ОАО ЦНИТИ «Техномаш», 2007. – С. 22.
17.Жигалов В.С. Особенности структуры, фазовых состояний и магнитных свойств нанокристаллических композиционных пленок 3d-металлов, полученных сверхбыстрой конденсацией: автореф. дис. … д-ра физ.-мат. наук: 01.04.11 / Ин-т физики им. Л.В. Киренского СО РАН. – Красноярск, 2003. – 44 с.
113
18. Veprek S. The search for novel superhard materials // J. Vac. Sci. Technol. A. – 1999. – Vol. 17, № 5. – P. 2401– 2020.
19.Voevodin A.A., Zabinski J.S. Supertough wear-resistant coatings with ‘chameleon’ surface adaptation // Thin Solid Films. – 2000. – Vol. 370. – P. 223–231.
20.Хирс Д., Паунд Т. Испарение и конденсация. – М.: Ме-
таллургия, 1966. – 196 с.
21.Фольмер М. Кинетика образования новой фазы. – М.:
Наука, 1986. – 208 с.
22.Rutner E. // J. Vac. Sci. Technol. – 1967. – Vol. 4, № 6. –
P. 368.
23.Venables J.A. Rate equation approaches to thin film nucleation kinetics // Phil. Mag. – 1973. – Vol. 27. – P. 697–738.
24.Трусов Л.И., Холмянский В.А. Островковые металлические пленки. – М.: Металлургия, 1973. – 320 с.
25.Никитин М.М. К вопросу о зарождении и росте пленок при вакуумном напылении // Поверхность. Рентген., синхротрон. и нейтрон. исслед. – 2006. – № 10. – С. 69.
26.Microstructural evolution during film growth / I. Petrov, P.B. Varna, L. Hultman, J.E. Greene // J. Vac. Sci. Technol. A. – 2003. – Vol. 21, № 5. – P. 117–128.
27.Мовчан Б.А., Демчишин A.B. Исследование структуры и свойств толстых вакуумных конденсатов никеля, титана, вольфрама, окиси алюминия и двуокиси циркония // Физ. мет.
и металловед. – 1969. – Т. 28, № 4. – С. 654–660.
28.Sanders J.V. In Chemisorption and Read ions on Metallic Films / ed. by J. R. Anderson, Academic. – London, 1971. – P. 1.
29.Thornton, J. High-rate thick-film growth // Annu Rev. Mater. Sci. – 1977. – Vol. 7. – Р. 239–260.
30.Messier R., Giri A.P., Roy R.A. Revised structure zone model for thin film physical structure // J. Vac. Sci. Technol. A2. – 1984. – Vol. 2. – Р. 500–503.
114
31.Grovenor C. R. M., Hentzell H. T. G., Smith D. A. Acta Metall // J. Vac. Sci. – 1984. – № 32. – P. 773.
32.Smith D.A., Ibrahim A. // Materials Res. Soc. Symp. Proc. – 1994. – Vol. 317. – P. 401.
33.Messier R., Spear K.E., Badzian A.R., Roy R. The Quest for Diamond Coatings // J. Metals. – 1987. – Vol. 39, № 9. – P. 8–11.
34.Thornton J.A. The microstructure of sputter-deposited coatings // J. Vac. Sci. Technol. A. – 1986. – Vol. 4, № 6. – Р. 3059– 3065.
35.Barna P.B., Adamik M. Fundamental structure forming phenomena of policrystalline films and the structure zone models // Thin Solid Films. – 1998. – № 317. – Р. 27–33.
36.Kadlec S., Musil J., Vyskoĉil J. Growth and properties of hard coating prepared by physical vapor deposition methods // Surface and Coatings Technology. – 1992. – № 54/55. – Р. 287–296.
37.Holleck H.J. Material selection for hard coatings // J. Vac. Sci. Technol. A. – 1986. – Vol. 4, № 6. – P. 2661.
38.Stress and microstructure in tungsten. sputtered thin films / A.M. Haghiri-Gosnet, F.R. Lodan, C. Mayeux, H. Larnois // J. Vac. Sci. Technol. A. – 1989. – № 7. – P. 2663.
39.Thornton J.A., Hoffman D.W. // Thin Solid Films. – 1986. – Vol. 171, № 5.
40.Fountzoulas C., Nowak W.B. // J. Vac. Sci. Technol. A. – 1991. – Vol. 9. – P. 2128.
41.Физика тонких пленок / под ред. Г. Хасса, Р.Э. Туна; пер. с англ. под ред. М.И. Елинсона, В.Б. Сандомирского. – М.:
Мир, 1967. – Т. II. – 396 с.
42.Sauerbrey G. // Physik Z. – 1959. – Vol. 155. – P. 206.
43.Pocza J.F., Barna A.Р., Barna P.B. // Krist. Tech. – 1970. – Vol. 5, № 315.
44.Pocza J.F. // In Proceedings of the Second Colloquium on Thin Films / ed. by L. Hahn. – London, 1967. – Р. 93.
45.Shtansky D.V., Kaneko K., Ikuhara Y., Levashov Е. Characterization of nanostructured multiphase Ti-Al-B-N thin films with
115
extremely small grain size // Surf. Coat. Technol. – 2001. – Vol. 148. – P. 206–215.
46. Synthesis and Characterization of Ti-Si-C-N Films / D.V. Shtansky, E.A. Levashov, A.N. Sheveiko, J.J. Moore // Metallurgical and Materials Transaction. – 1999. – Vol. 30A, № 9. – Р. 2439–2447.
47. Characterization of nanocomposite coatings in the system Ti-B-N by analytical electron microscopy and x-ray photoelectron spectroscopy / A. Gupper, A. Fernandez, С. Fernandez-Ramos [и др.]. // Chem. Monthly. – 2002. – Vol. 133. – P. 837–848.
48. Mollart T.P., Gibson P.N., Baker M.A. An EXAFS and XRD Study of the Structure of Nanocrystalline Ti-B-N Thin Films. //
J.Phys. D: Appl. Phys. – 1997. – Vol. 30. – P. 1827.
49.Gissler W. Structure and properties of Ti-B-N coatings // Surf. Coat. Technol. – 1994. – Vol. 68/69. – P. 556.
50.Combined x-ray photoelectron/Auger electron spectroscopy/glancing angle x-ray diffraction // M.A. Baker, T.P. Mollart, P.N. Gibson, W. Gissler // J. Vac. Sci. Technol. A. – 1997. – Vol. 15, № 2. – P. 284.
51.Siegel R.J. // Phys. Chem. Sol. – 1994. – Vol. 55, № 10. –
P. 1097.
52.Gleiter H. Nanostructured materials: State of the art and perspectives // Nanostruct. Materials. – 1995. – Vol. 6, № 1–4. – P. 3.
53.Suryanarayana C. Nanophase materials // Int. Mater. Rev. – 1995. – Vol. 40, № 2. – P. 41.
54.Андриевский Р.А. Синтез и свойства пленок фаз вне-
дрения // Успехи химии. – 1997. – Т. 66, № 1. – С. 57.
55.Кобелев Н.П., Сойфер Я.М., Андриевский Р.А., Гюн-
тер Б. // ФТТ. – 1994. – Т. 36, № 1. – С. 216.
56.Andrievski R.A., Urbanovich V.S., Kobelev N.P., Kuchinski V.M. // Fourth Euro Ceramics / еd. A. Bellosi. Gruppo Edit. Faeza, Italy. – 1995. – Vol. 4. – P. 307.
57.Андриевский Р.А. Нитрид кремния – синтез и свойст-
ва // Успехи химии. – 1995. – Т. 64, № 4. – С. 311.
116
58.Структура и физико-механические свойства наноструктурных боридонитридных пленок / Р.А. Андриевский, Г.В. Калинников, Н.П. Кобелев [и др.] // Физика твердого тела. – 1997. –
Т. 39, № 10. – С. 1859.
59.Левашов Е.А., Штанский Д.В. Многофункциональные наноструктурные пленки // Успехи химии. – 2007. – Т. 76, № 5. –
С. 501–509.
60.Штанский Д.В., Левашов Е.А. Многокомпонентные наноструктурные тонкие пленки: проблемы и решения (обзор) // Изв. вузов. Цв. металлургия. – 2001. – № 3. – С. 52.
61.Андриевский Р.А. Наноматериалы: концепции и современные проблемы // Рос. хим. журн. – 2002. – Т. 46, № 5. – С. 50.
62.Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. –
М.: Наука, 1964. – 567 с.
63.Особенности структуры и физико-механических свойств наноструктурных тонких пленок / Д.В. Штанский, С.А. Кулинич, Е.А. Левашов, J.J. Moore // Физика твердого тела. – 2003. –
Т. 45, вып. 6. – С. 1122.
64.Чернов А.А. Теория устойчивости гранных форм роста кристаллов // Кристаллография. – 1971. – Т. 16, вып. 4. – С. 842.
65.Синтез минералов: коллект. моногр. – М.: Недра, 1987. –
Т. 1. – 488 с.
66.Ройтбурд А.Л. Особенности развития фазовых превращений в кристаллах // Проблемы современной кристаллогра-
фии. – М.: Наука, 1975. – С. 245.
67.Sadoc J.F., River N. Boerdijk-Coxeter helix and biological helices // Europ. Phys. J. B. – 1999. – Vol. 12. – P. 309.
68. Samoylovich M.I., Talis A.L. Structural realization of a fibre space technick and other algebraic geometry constructions as a foundation for the theory of nanostructural symmetry // Nanostructures and photon crystals: сollect. monogr. after the materials of plenary rep. the 10 Intern. conf. – M.: CRTI «Technomash», 2004. – P. 5.
117
69.Самойлович М.И., Талис А.Л. Теория симметрии наноструктурных состояний конденсированных сред как структурная реализация конструкций алгебраической геометрии // Высокие технологии в промышленности России: коллект. моногр. на основе пленар. докл. X Междунар. конф. – М.: ОАО ЦНИТИ
«Техномаш», 2004. – С. 121.
70.Геометрические структурные комплексы наночастиц
ZrO2 / В.Я. Шевченко, М.И. Самойлович, А.Л. Талис [и др.] // Физика и химия стекла. – 2005. – Т. 31, № 2. – С. 92.
71.Самойлович М.И., Талис А.Л. Основы теории симметрии наноструктурных состояний // Высокие технологии в промышленности России: коллект. моногр. на основе пленарн. докл. XI Междунар. конф., Москва, 7–9 сент. 2006 г. – М.: ОАО ЦНИТИ «Техномаш», 2006. – С. 5.
72.Физика и химия стекла / В.Я. Шевченко, М.И. Самойлович, А.Л. Талис [и др.]. – СПб.: Академиздатцентр «Наука» РАН, 2005. – Т. 31, № 2. – С. 92.
73.Самойлович М.И., Талис А.Л. Фундаментальные основы инженерных наук. – М.: Изд-во Р. Першина, 2006. – Т. 2. – С. 161.
74.Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы: учеб. / Ин-т компьют. исслед. – М., 2002. – 656 с.
75.Самойлович М.И., Талис А.Л. // Высокие технологии
впромышленности России: материалы XIII Междунар. науч.- техн. конф., Москва, 6–8 сент. 2007 г. – М.: Изд-во ОАО ЦНИТИ «Техномаш», 2007. – С. 88.
76.Hultman L. Thermal stability of nitride thin films // Vacuum. – 2000. – Vol. 57. – P. 1–30.
77.Bunshah R.F. Handbook of deposition technologies for films and coatings. – Westwood: Noyes, 1994. – 249 р.
78.Maissel L.I., editor. Handbook of thin films. – New York: McGraw-Hill, 1983.
79.Квеглис Л.И., Жарков С.М., Староверова И.В. Структурная самоорганизация и формирование перпендикулярной
118
магнитной анизотропии в нанокристаллических пленках
Co50Pd50 // Физикатвердоготела. – 2001. – Т. 43, вып. 8. – С. 1482.
80.Майклджон У.М. Магнитооптическая запись // ТИИЭР. – 1986. – Т. 74, № 11. – С. 112–125.
81.Leamy H.J., Dirks A.G. Microstructure and magnetism in amorphous rare-earthtransition-metall thin films // J. Appl. Phys. – 1978. – Vol. 49, № 6. – P. 3430–3438.
82.Leamy H.J., Dirks A.G. Microstructure and magnetism in amorphous rare-earth-transit ion-metal thin films // Phys. – 1979. – Vol. 50, № 4. – P. 2871–2882.
83.Suzuki Т., Ichinose H., Aoyagi E. Microstructure and magnetic properties of sputter-deposited Ho-Co alloy thin films with perpendicular magnetic anisotropy// Jap. J. Appl. Phys. – 1984. – Vol. 23, № 5. – P. 585.
84.Серов И.Н., Жабрев В.А., Марголин В.И. Проблемы нанотехнологии в современном материаловедении // Физика и хи-
мия стекла. – 2003. – Т. 29, № 2. – С. 242.
85.Серов И.Н., Жабрев В.А., Марголин В.И. Исследование воздействия фрактально-матричных структуризаторов на процессы образования и роста наноразмерных структур // Физика
ихимия стекла. – 2004. – Т. 30, № 1. – С. 45.
86.Получение и исследование наноразмерных пленок меди с фрактальной структурой / И.Н. Серов, Г.Н. Лукьянов, В.И. Марголин [и др.] // Микросистемная техника. – 2004. –
№ 1. – С. 31.
87.Получение и исследование наноразмерных фрактальных пленок / И.Н. Серов, В.И. Марголин, В.А. Жабрев [и др.] // Создание материалов с заданными свойствами: методология и моделирование: материалы науч.-практ. конф. материаловед. о-в Рос-
сии. – М.: Изд-во МИФИ, 2004. – С. 41.
88.Серов И.Н., Лукьянов Г.Н., Марголин В.И. Исследование процессов самоорганизации, инициируемых в наноразмерных пленках фрактально-матричными структуризаторами // Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине:
119
сб. тр. III Междунар. конгр. – СПб.: Тускарора, 2003. – Т. III. –
С. 49.
89.An investigation into Nano-Sized Fractal Film Structures / I. Serov, G. Lukyanov, V. Margolin [et al.] // Microand nanoelectronics – 2003: Abstracts of Intern. Conf., Moscow – Zvenigorod, 6–10 oct. 2003. – P. 1–36.
90.Controlled placement of self organized Ge dots on patterned Si (001) surfaced / Lee Huang-Ming, Yang Tsung-His, Luo Guang Li, Chang Edward Yi // Jap. J. Appl. Phys. – Pt. 2. – 2004. – Vol. 43, № 2В. – С. 247.
91.Направленный синтез твердых веществ: межвуз. сб. / под ред. В.Б. Алесковского. – СПб.: Изд-во СПбГУ, 1992. –
Вып. 3. – 196 с.
92.Структурные особенности упрочняющих покрытий, получаемых методами магнетронного распыления вакуумного испарения / А.Л. Каменева, Д.В. Александров, А.Ф. Белянин [и др.] // Нанотехнологии и фотонные кристаллы: материалы II Межрегион. сем., Калуга, 15–17 марта 2004 г. – Калуга; М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – С. 126.
93.Каменева А.Л. Закономерности структурообразования наноструктурированных покрытий на основе сложных нитридов, получаемых вакуумно-дуговым испарением // Конструкции из композиционных материалов. – 2007. – № 3. – С. 49.
94.Пленки ALN, ZrN, (Ti-Zr)N: технологические особенности формирования / А.Л. Каменева, Д.В. Александров, А.Ф. Белянин [и др.] // Нанотехнологии и фотонные кристаллы: материалы II Межрегион. сем., Калуга, 15–17 марта 2004 г. – Калуга; М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – С. 232.
95.Каменева А.Л, Александров Д.В., Житковский В.Д. Влияние и технологии формирования на свойства и применение многофункциональных покрытий на основе ZrN, TiZrN, TiBSiN // Тонкие пленки в электронике: материалы XVI Междунар. симп., Москва, 9–11 сент. 2004 г. – М.: Изд-во ОАО ЦНИТИ «Техно-
маш», 2004. – С. 335.
120