Влияние геометрии подложки на процесс конденсации ионно-плазменных покрытий

Abstract

Исследовано влияние геометрии подложки на особенности процесса конденсации потоков Ti-плазмы вакуумной дуги в присутствии N₂ или Ar в разрядном промежутке. Характер влияния давления и потенциала подложки на скорость осаждения покрытий обусловлен конкурирующими процессами осаждения и распыления, а также наличием двойного электрического слоя на границе плазма-подложка. Влияние потенциала на скорость конденсации особенно сильно проявляется для цилиндрических подложек малого размера. Для таких подложек обнаружен существенный (примерно в 4 раза) рост скорости конденсации при увеличении отрицательного потенциала подложки в диапазоне ~100…700 В и давления азота ~0,3…2,5 Па. Показана возможность получения бескапельных покрытий, конденсируемых на обратных сторонах подложек и в области разряда, находящейся вне зоны прямой видимости катода.

Досліджений вплив геометрії підкладки на особливості процесу конденсації потоків Ti плазми вакуумної дуги у присутності N₂ або Ar в розрядному проміжку. Характер впливу тиску газу і потенціалу підкладки на швидкість осадження покриттів обумовлений конкуруючими процесами осадження і розпилювання, а також наявністю подвійного електричного шару на межі плазма-підкладка. Вплив потенціалу на швидкість конденсації особливо сильно виявляється для циліндрових підкладок малого розміру. Для таких підкладок виявлено істотне (приблизно у 4 рази) зростання швидкості конденсації при збільшенні негативного потенціалу підкладки в діапазоні ~100…700 В при тиску азоту ~0,3…2,5 Па. Показана можливість отримання безкрапельних покриттів, які конденсуються на зворотних сторонах підкладок і в області розряду, що знаходиться зовні зони прямої видимості катоду.

Influence of substrate geometry on the feature of Ti vacuum arc plasma streams condensation process in presence of N₂ or Ar in a discharge ambient were investigated. Character of gas pressure and substrate potential influence on deposition rate is conditioned the competitive processes of condensation and sputtering, and also presence of double electric layer on a border plasma-substrate. Influence of potential on deposition rate especially strongly shows up for cylindrical substrates of small size. For such substrates it was found substantial (approximately in 4 times) growth of deposition rate at the increasing of negative potential from 100 to 700 V when nitrogen pressure is ~0,3…2,5 Pa. Possibility of droplet-free coating deposition the substrate backs and in discharge ambient, being outside area of cathode direct visibility is shown.