Ion beam-assisted deposition technology as a method of nanocrystalline coating formation

Abstract

This scientific paper describes the structure, phase composition and mechanical properties of nanocrystalline coatings obtained using the ion beam-assisted deposition technology. The results of computer simulation of IBAD processes for different energy values of bombarding ions and for relationships between the densities of ion fluxes and metal deposition rates is given. The data of electron-microscope analysis of the initial stages of film structure formation (of 5 nm thick and more) is presented. And finally we demonstrate the influence produced by the ion energy and ion current density on the formation of nanocrystalline structure and its correlation with tribological properties of coatings.

Дается описание структуры, фазового состава и механических характеристик нанокристаллических покрытий, полученных с использованием технологии ионно-стимулированного осаждения (IBAD method). Приводятся результаты компьютерного моделирования IBAD процесса для различных энергий бомбардирующих ионов и различных соотношений между скоростью осаждения покрытий и плотностью ионных потоков. Представлены данные электронно-микроскопических исследований начальной стадии формирования нанокристаллических структур (толщиной 5 нм и больше). И наконец, продемонстрированы влияние энергии ионов и плотности ионных потоков на формирование нанокристаллических структур и их корреляция с трибологическими свойствами покрытий.

Приводиться опис структури, фазового складу та механічних характеристик нанокристалічних покриттів, які здобуваються з використанням технології іонно-стимульованого осадження (IBAD method). Приводяться результати комп’ютерного моделювання IBAD процесу для різних енергій бомбардуючих іонів та різних співвідношень між швидкостями осадження покриттів та щільністю іонних потоків. Представлені також дані електронно-мікроскопічних досліджень початкової стадії формування нанокристалічних структур (товщиною 5 нм и вище). В останньому розділі продемонстровано вплив енергії іонів та щільності іонних потоків на формування нанокристалічних структур та їх кореляція з трибологічними властивостями покриттів.