Characteristics of TiN coating deposited by vacuum-arc method on rotating cylindrical sample

Abstract

The dependences of the growth rate and intrinsic stress on the accelerating potential for coating TiN deposited from the Ti⁺ ion flow on the surface of cylindrical article are investigated theoretically. The sample rotates around the symmetry axis perpendicular to the flow of incident ions. The study is carried out within the framework of the model of the nonlocal thermoelastic peak of the low-energy ion, taking into account the sputtering of the coating atoms. The cases of the DC mode and the pulsed potential mode are considered. It is shown that the intrinsic stress in the coating TiN to be deposited on the rotating cylinder are ~ 20 % less than in the coating deposited on the flat substrate located perpendicular to the incident ion flow.

Теоретично досліджуються залежності швидкості росту і внутрішнього напруження від прискорюючого потенціалу для покриття TiN, що осаджується з потоку іонів Ti⁺ на поверхню циліндричного виробу, що обертається навколо осі симетрії, розташованої перпендикулярно потоку падаючих іонів. Дослідження проводиться в рамках моделі нелокального термопружного піку низькоенергетичного іона з урахуванням процесів розпилення атомів покриття. Розглянуто випадки постійного та імпульсного потенціалів на підкладці. Показано, що внутрішні напруження в покритті TiN, що осаджується на циліндр, що обертається, на ~ 20 % менше, ніж у покритті, що осаджується на плоску підкладку, розташовану перпендикулярно падаючому потоку іонів.

Теоретически исследуются зависимости скорости роста и внутренних напряжений от ускоряющего потенциала для покрытия TiN, осаждаемого из потока ионов Ti⁺ на поверхность цилиндрического изделия, вращающегося вокруг оси симметрии, расположенной перпендикулярно потоку падающих ионов. Исследование проводится в рамках модели нелокального термоупругого пика низкоэнергетического иона с учетом процессов распыления атомов покрытия. Рассмотрены случаи постоянного и импульсного потенциалов на подложке. Показано, что внутренние напряжения в покрытии TiN, осаждаемом на вращающийся цилиндр, на ~20 % меньше, чем в покрытии, осаждаемом на плоскую подложку, расположенную перпендикулярно падающему потоку ионов.