Structure and properties of TiOx and TiNxOy coatings formed in vacuum ARC plasma fluxes

Abstract

The structure, microhardness and protective properties of titanium oxide and titanium oxynitride coatings formed in vacuum arc plasma fluxes depending on the negative potential on the substrate and the oxygen pressure, and also on the oxygen content in the gas mixture (N₂+ O₂) were studied. It is shown that titanium coatings deposited in a pure oxygen atmosphere at the pressure of 0.03 Pa represent a dispersed system of oxides in composition depends on the bias potential of the substrate. Unlike titanium oxide coatings, TiNxOy coatings are single-phase, which lattice parameter varies within the oxygen partial pressure. TiNxOy system has high microhardness (34 GPa), corrosion resistance and decorative properties of the coating deposition at optimal technological parameters.

Вивчено структура, мікротвердість та захисні властивості оксидних та оксинітридних титанових покриттів, що утворюються в потоках плазми вакуумної дуги, в залежності від негативного потенціалу на підкладці та тиску кисню, а також від вмісту кисню в газовій суміші (N₂+O₂). Показано, що титанові покриття, осаджені в атмосфері чистого кисню під тиском 3×10⁻² Па, являють собою дисперсну систему оксидів, склад яких залежить від потенціалу зміщення підкладки. На відміну від покриттів з оксиду титану покриття TiNxOy є однофазними, параметр решітки яких залежить від парціального тиску кисню. При оптимальних технологічних параметрах нанесення покриття система TiNxOy має високі мікротвердість (34 ГПа), корозійну стійкість та декоративні властивості.

Изучены структура, микротвердость и защитные свойства оксидных и оксинитридных титановых покрытий, образующихся в потоках плазмы вакуумной дуги, в зависимости от отрицательного потенциала на подложке и давления кислорода, а также от содержания кислорода в газовой смеси (N₂+ O₂). Показано, что титановые покрытия, осажденные в атмосфере чистого кислорода при давлении 3×10⁻² Па, представляют собой дисперсную систему оксидов, состав которых зависит от потенциала смещения подложки. В отличие от покрытий из оксида титана покрытия TiNxOy являются однофазными, параметр решетки которых зависит от парциального давления кислорода. При оптимальных технологических параметрах нанесения покрытия система TiNxOy имеет высокую микротвердость (34 ГПа), коррозионную стойкость и декоративные свойства.