Элементный анализ поверхностных структур, полученных ионно-ассистируемым осаждением на сталь 40Х покрытий на основе Ti, Cr, W

Abstract

На подложки из стали марки 40Х наносились покрытия на основе Ti, Cr, W методом ионно-ассистируемого осаждения в вакууме. Для реализации этого метода использовался ионный источник, создающий плазму вакуумного электродугового разряда, в которой одновременно генерируются положительные ионы и нейтральная фракция из материала электродов. Ионно-ассистируемое осаждение осуществлялось при ускоряющих напряжениях 15 кВ, плотности ионного тока ~ 3-5 мкА/см{2} и интегральном потоке ассистирующих ионов (1ּּ-6)∙1016 ион/см{2}. В рабочей камере в процессе осаждения покрытий поддерживался вакуум при давлении ~10{−2} Па. Для дополнительного контроля элементного состава осаждаемого на мишень покрытия использовались образцы-свидетели из бериллия. Элементный состав и распределение элементов по глубине в сформированных покрытиях изучались методом резерфордовского обратного рассеяния ионов гелия в сочетании с компьютерным моделированием, методом резонансных ядерных реакций и методом резонансного упругого рассеяния ионов гелия. Установлено независимыми и взаимодополняющими методами, что в состав покрытий входят атомы осаждаемого металла (10-30 ат. %), атомы железа из подложки (20-30 ат. %), атомы технологических примесей водорода (5-10 ат.%), углерода (5-10 ат.%), кислорода (10-30 ат.%).