Повышение механических характеристик кремний-углеродных покрытий методом ионного азотирования структуры

Abstract

Ионное азотирование наноразмерных углеродных покрытий позволяет управлять их структурой и свойствами. Введение в объем углеродных покрытий азота небольших концентрациий может способствовать образованию твердых фаз внедрения на основе CNx, а значит и влиять на механические свойства покрытия. Изучение механизмов химического взаимодействия процессов формирования кремний-углеродных покрытии при распылении карбида кремния в смеси азота и аргона с образованием твердых карбидных и нитридных фаз является актуальной задачей. Цель ‒ исследование структуры и механических свойств кремний-углеродных покрытий, осаждаемых из газовой фазы в условиях ионного азотирования. Установлено, что введение азота в состав рабочего газа (Ar57%+N43%) приводит к формированию более высокодисперсной структуры чем в среде аргона. Наблюдается снижение концентрации углерода при увеличении концентрации кислорода из-за окисления кремния и углерода с последующей десорбцией соединений углерода и кислорода. Высокотемпературный температурный отжиг приводит к увеличению термостабильности коэффициента трения углеродных покрытий. Результаты исследований позволяют путем изменения технологическим режимом азотирования структуры покрытия формировать их с заданными механическими свойствами.