автореферат диссертации по электронике, 05.27.06, диссертация на тему:Защитные тонкопленочные покрытия на основе нитридов элементов III и IV групп периодической системы

На правах рукописи

Александров Дмитрий Викторович

ЗАЩИТНЫЕ ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ НИТРИДОВ ЭЛЕМЕНТОВ III И IV ГРУПП ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ)

Специальность 05.27.06 - Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники Специальность 05.02.01 -Материаловедение (Машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук"

Москва-2004 г.

Работа выполнена в лаборатории ионно-плазменных технологий и вакуумных процессов ОАО Центральный научно-исследовательский технологический институт "Техномаш" (Москва).

Научные руководители: профессор,

канд. технических наук Житковский. В.Д.

доцент,

кан,д. технических наук Каменева А.Л.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Елинсон В.М.

канд. физико-матем. наук, с.н.с.

Ральченко В.Г.

Ведущая организация: ОАО Научно-исследовательский институт

точного машиностроения, г. Зеленоград.

Защита состоится 15 декабря 2004 г. в 153- на заседании Диссертационного совета Д 409.007.01 в ОАО Центральный научно-исследовательский технологический институт "Техномаш" (121108 Москва, ул. Ивана Франко, д. 4).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО ЦНИТИ "Техномаш".

Автореферат разослан 12 ноября 2004 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета кандидат технических наук, ст. н. сотр

фк

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Основной задачей технологического, в частности, электронного машиностроения является производство изделий и материалов электронной техники с заданными структурой и свойствами, которые зависят, в основном, от химического состава, технологии производства, физико-технических характеристик. Рациональное использование материалов и обеспечение большой долговечности изделий из них возможно при условии их целевого использования и выбора материалов в зависимости от условий эксплуатации. Поэтому, применение прогрессивных материалов, обеспечивает максимально возможную эксплутационную работоспособность инструментов различного назначения и изделий электронной техники за счет повышения их функциональных характеристик. Достижение данной цели возможно, в частности, при использовании прогрессивных методов модификации или защиты изделий, позволяющих противостоять воздействию циклических и статических напряжений, кратковременным перегрузкам и повышенным температурам.

Развитие современной техники характеризуется интенсификацией режимов работы различных устройств, увеличением эксплуатационных температур и давлений. Для удовлетворения соответствующих требований необходимо использовать новые материалы с заданными свойствами. Одним из способов создания подобных материалов является нанесение специальных (упрочняющих, защитных, термозащитных) покрытий, поскольку новые методы нанесения покрытий, в частности, основанные на использовании плазменных процессов, позволяют значительно расширить состав материалов покрытий и областей их применения. Технологические методы обеспечивают локальное упрочнение изделий и материалов электронной техники путем формирования покрытий с заданным фазовым составом и структурными особенностями. Технико-экономическая эффективность технологических локальных методов поверхностной модификации предопределила поиски путей их реализации с целью создания изделий электронной техники и технологических инструментов, отличающихся высокими эксплутационными характеристиками.

В России и за рубежом работы в области получения, исследования и возможностей применения в машиностроении и в электронной технике защитных тонкопленочных покрытий на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы постоянно ведутся в Московском государственном институте стали и сплавов (Технологический университет); Московском государственном техническом университете им. Н.Э.Баумана; Scientific-Industrial Enterprise "Metal" (США); Scientific-Technical Association "Termosynthesis" (США); Scientific-Educational Center of SHS (США); ОАО Центральный научно-исследовательский технологический институт

"Техномаш" (Москва); вакуумной техники

БИБЛИОТЕКА I

С1

о»

им. СА.Векшинского (Москва); Инновационно-технологическом центре "Новые материалы и химические технологии" (С.-Петербург); Институте химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра РАН (Апатиты); Харьковском физико-техническом институте (Украина), Институте физической химии РАН (Москва), Институте общей физики РАН (Москва) и других.

Получению, анализу свойств и применению защитных тонкопленочных покрытий на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы посвящены работы Левашова ЕА, Панфилова Ю.В., Штанского Д.В., Табакова В.П., Белоуса ВА., Герасимова Л.Г., Касикова А.Г., Белянина А.Ф., СпицынаБ.В., Елинсон В.М., БочкареваВ.Ф., Ральченко В.Г., Каменевой А.Л., Коллигона Ж.С., Лероу О., Гаммела Ф., Хаймана Л. и других. Полученные результаты по разработке технологии получения и изучение свойств защитных покрытий даю г возможность оценить эффективность использования тонкопленочных материалов для повышения срока службы быстроизнашивающихся деталей машин, технологического инструмента и в устройствах электронной техники.

Таким образом, необходимость исследований в области разработки конструктивно-технологических решений по формированию упрочняющих, защитных, термозащитных покрытий с заданными строением и свойствами и использованию в устройствах электронной техники с применением функциональных структур очевидна. Создание эффективных технологий и оборудования для формирования упрочняющих, защитных, термозащитных покрытий пригодных для создания изделий электронной техники и машиностроения с высокими эксплутационными характеристиками актуально, является приоритетным направлением развития науки, технологий и техники и неоднократно подчеркивалось в решениях международных и российских конференций и симпозиумов.

Цель работы

Целью настоящей работы являлась разработка технологии и оборудования для получения защитных упрочняющих и термозащитных тонкопленочных покрытий с контролируемой структурой и их использование при производстве изделий электронной техники и инструмента (с улучшенными эксплуатационными характеристиками) в технологическом машиностроении. Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие технологические и исследовательские задачи;

-Исследовать строение и некоторые функциональные свойства упрочняющих и термозащитных тонкопленочных покрытий.

-Получить экспериментальные данные об особенностях формирования тонкопленочных покрытий в условиях ионно-плазменных процессов.

- Исследовать условия получения защитных тонкопленочных покрытий на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы (структурно совершенных и текстурированных) на подложках из использованных в работе материалов.

-Изучить особенности распыления многофазных мишеней сложного состава в условиях, когда образование равновесных твердых растворов не имеет места.

- Определить условия формирования покрытий на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы при ионно-плазменных процессах, позволяющие получать необходимые величины адгезии и сплошности покрытия.

Создать принципиально новое и модернизировать существующее специальное технологическое оборудование:

- Разработать и изготовить трехкамерную установку магнетронного распыления со шлюзовой загрузкой, позволяющую получать в одном цикле многослойные покрытия.

- С целью получения тонкопленочных покрытий на основе A1N в Ar+N2 газовой смеси модернизировать промышленную установку магнетронного распыления КАТОД- Ш с использованием специально разработанных планарных магнетронов.

-Провести модернизацию конструкции вакуумной установки, укомплектованной тремя технологическими источниками (автономный источник ионов, дуговой источник и магнетрон на постоянном токе).

-Изучить влияние параметров процесса и конструктивных особенностей оборудования на функциональные свойства тонкопленочных покрытий и получить упрочняющие и термозащитные тонкопленочные покрытия с контролируемой структурой при использовании различных методов.

-Разработать технологические процессы формирования многослойных покрытий, содержащих не только слои различных материалов, но и одного материала различного строения с целью обеспечения комплекса необходимых свойств для устройств термопечати (направленность теплоотвода, износостойкость, электросопротивление, защита от окисления и других).

-Разработать процессы упрочнения инструмента из быстрорежущей стали и твердого сплава покрытиями сложного состава, а их выбор, на основании комплексных исследований состава и технологии осаждения функциональных покрытий, позволит использовать технологический инструмент для обработки изделий из различных материалов, используемых в электронной технике и машиностроении.

Научная новизна

1. Полученные экспериментальные данные позволяют утверждать, что формирование тонкопленочных покрытий в условиях ионно-плазменных процессов может быть охарактеризовано как происходящее при потере морфологической устойчивости плоских поверхностей роста.

2. Защитные и термозащитные тонкопленочные покрытия на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы можно получать структурно совершенные и текстурированные (столбчатая аксиальность) на подложках из использованных в работе материалов, при этом, взаимодействие ионов азота и металлов, образующихся в плазме, происходит в адсорбированном слое. Функциональные характеристики тонкопленочных покрытий улучшаются при определенных соотношениях концентраций кристаллической и ренгеноаморфной фаз, при этом

оптимальные результаты достигнуты при заданном ориентировании нанокристаллитов.

3. Распыление многофазных мишеней сложного состава происходит в условиях, когда образование равновесных твердых растворов не имеет места, что обусловлено наличием различных механизмов формирования пленкообразующих частиц; последнее приводит к неоднозначной зависимости между расчетным (по составу мишени) и экспериментально наблюдаемым фазовым составом покрытия. Впервые показано, что в условиях воздействия пучков распыленных ионов наблюдается локальное плавление с перекристаллизацией вещества мишени и изменением его фазового состава.

4. Условия формирования покрытий на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы при ионно-плазменных процессах определяют величину адгезии и сплошности получаемого покрытия, при этом, наилучшие результаты, по эксплуатационным характеристикам, имеют место для наноструктурированных (с частичным сохранением когерентности) тонкопленочных систем.

5. Защитные, в частности, упрочняющие тонкопленочные покрытия на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы характеризуются наличием рентгеноаморфных и частично текстурированных кристаллических фаз, соотношение содержания которых зависит от условий формирования.

6. Для обеспечения комплекса необходимых свойств для устройств термопечати (направленность теплоотвода, износостойкость, электросопротивление, защита от окисления и других) необходимо формировать многослойное покрытие, содержащее не только слои различных материалов, но и одного материала различного строения.

Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждается хорошим совпадением экспериментальных данных, полученных по различным методикам; удовлетворительным согласием теоретических оценок и экспериментальных результатов; непротиворечивостью полученных экспериментальных данных и выводов с результатами других исследователей; использованием современных экспериментальных методик исследования модифицированной поверхности; систематическим характером экспериментальных исследований; практической реализацией научных положений и выводов при создании специального технологического оборудования и разработке технологий по формированию упрочняющих, защитных, термозащитных покрытий с заданными строением и свойствами с последующим их использованием в устройствах электронной техники и в технологическом машиностроении.

На защиту выносятся с ледующие результаты:

1. Многослойные покрытия (экспериментальные данные) с оптимальными функциональными свойствами формируются в определенном интервале технологических параметров, определяющих относительное содержание кристаллической и ренгеноаморфных фаз, при чем значительную роль играют температура и скорость осаждения покрытия, содержание азота в газовой смеси. В свою

очередь, целенаправленное изменение состава и свойств функциональных покрытий позволяет использовать упрочненный технологический инструмент, как для обработки различных технологических материалов, так и при производстве устройств электронной техники.

2. Упрочняющие тонкопленочные покрытия на основе ZrN, TiZrN, TiBSiN, формирующиеся в условиях ионно-плазменных процессов, как правило, неравномерно распределены по поверхности подложек, лишь многослойные тонкопленочные покрытия при многократном повторении цикла осаждения позволяют получать необходимые эксплуатационные характеристики. Наноструктурированные тонкопленочные покрытия на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы, характеризующиеся малым размером кристаллитов и заданным соотношением рентгеноаморфных и кристаллических фаз, формируются в условиях предварительной ионно-лучевой обработки с последующим магнетронным распылением.

3. Формирование многослойных тонкопленочных покрытий A1N, содержащих слои одного материала различного состава и заданное количество ориентированной (текстура) кристаллической фазы, позволяет на порядки повысить износостойкость элементов электронной техники (устройств термопечати) по сравнению с другими защитными материалами, включая имеющими большую твердость.

4. Детальное изучение процессов изнашивания технологического инструмента позволяет обоснованно проводить выбор составов разрабатываемых покрытий и методов упрочнения. С использованием различных механизмов упрочнения и материала покрытий получены термически устойчивые, износостойкие покрытия ZrN, TiZrN, TiBSiN, позволяющие в сложных технологических условиях обрабатывать такие сложные материалы, как нержавеющие стали и жаропрочные сплавы.

Практическая ценность работы

1. Экспериментальные результаты по исследованию влияния параметров формирования тонкопленочных покрытий и конструкционных особенностей оборудования на процессы наноструктурирования (влияющие на относительное содержание и строение кристаллической и ренгеноаморфных фаз в формируемых покрытиях) позволили разработать высокоэффективные технологические процессы.

2. Разработана и изготовлена трехкамерная установка магнетронного распыления со шлюзовой загрузкой, позволяющая получать в одном цикле многослойные покрытия. С целью получения тонкопленочных покрытий на основе A1N в Ar+N2 газовой смеси модернизирована промышленная установка магнетронного распыления КАТОД- IM с использованием специально разработанных планарных магнетронов.

3. Проведена модернизация конструкции вакуумной установки, укомплектованной тремя технологическими источниками (автономный источник ионов, дуговой источник и магнетрон на постоянном токе) с целью получения наноструктурированных тонкопленочных покрытий, в частности, на основе TiBSiN.

4. Использование тонкопленочных покрытий на основе ЛТЫ в составе многослойных структур в качестве термозащитных систем устройств электронной техники (устройств термопечати) позволяет значительно повысить от нескольких до 100 раз ресурс работы указанных устройств.

5. Защитные тонкопленочные покрытия на основе поликристаллического текстурированного по <0001> ЛШ с толщиной наносимого слоя, соответствующей рабочей длине волны оптического датчика, позволяют в несколько раз снизить воздействие истирающих нагрузок для элементов указанных устройств.

6. Применение многослойных тонкопленочных покрытий на основе элементов III и IV групп Периодической системы, получаемых в условиях ионно-плазменных процессов, позволяет повысить износостойкость технологического инструмента из быстрорежущих сталей и твердых сплавов на 30-40%, а для некоторых видов инструмента и условий эксплуатации до нескольких раз.

7. Разработанные технологические процессы упрочнения сверл, фрез и ножовочных полотен из быстрорежущей стати Р6М5 тонкопленочными покрытиями сложного состава, при производственных испытаниях показали повышение эксплуатационных свойств в среднем в 2-3 раза. Выбор, на основании комплексных исследований состава и технологии осаждения функциональных покрытий, позволяет использовать технологический инструмент для обработки изделий из различных материалов, используемых в электронной технике и в машиностроении.

Представленные в диссертации исследования выполнены по планам научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ ОАО ЦНИТИ "Техномаш" в соответствии с Федеральной целевой программой "Национальная технологическая база" на 2002-2006 годы по теме: ОКР "ФОТОН-А" "Разработка технологий промышленного производства поликристаллических алмазных пленок и создание на их основе многослойных и 3-х мерных структур для устройств связи, отображения и обработки информации", а также по договору на создание научно-технической продукции "НАНОСЛОЙ" "Разработка оптимальной технологии упрочнения инструмента и деталей, используемых в технологическом машиностроении".

Апробация работы

Результаты работы докладывались и обсуждались на Отраслевых научно-технических семинарах ОАО ЦНИТИ "Техномаш" "Перспективы применения новых' материалов в электронной технике" (Москва, 2000-2002); Научном семинаре МГТУ им. Н.Э.Баумана "Нанотехнология, нанотехника и микромеханика" (Москва, 2001); Школе-семинаре "Материалы, оборудование и технологии наноэлектроники и микрофотоники" (Улан-Удэ, 2003); I Межрегиональном семинаре "Нанотехнологии и фотонные кристаллы" (Йошкар-Ола, 2003); !Х-Х Международных научно-технических конференциях "Высокие технологии в промышленности России (материалы и

устройства функциональной электроники и микрофотоники)" (Москва, 2003, 2004); Всероссийской научно-технической конференции "Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта" (Екатеринбург, 2003); II Межрегиональном семинаре "Нанотехнологии и фотонные кристаллы" (Калуга, 2004); Всероссийской научно-практической конференции "Технологическое обеспечение качества машин и приборов" (Пенза, 2004); Региональной научно-практической конференции "Высокие технологии в промышленности России и методические особенности преподавания в техническом вузе" (Березники, 2004).

Публикации

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 21 статье в различных отечественных изданиях, включая материалы всероссийских и международных конференций и симпозиумов. Результаты диссертационной работы отмечены Дипломом Международной конференции "Высокие технологии в промышленности России" (Москва, 2004) за разработку технологических основ получения термозащитных покрытий на основе нитрида алюминия.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 241 наименований и приложений. Приложения включают шесть актов использования результатов диссертационной работы и внедрения оборудования и технологии для получения упрочняющих и термозащитных тонкопленочных покрытий с контролируемой структурой при производстве изделий электронной техники и инструмента в технологическом машиностроении, четыре протокола испытаний разработанных покрытий и два комплекта технологической документации получения упрочняющих и защитных покрытий при создании устройств электронной техники, а также инструмента различного назначения. Работа содержит 156 страниц основного текста, включающих 28 таблиц и 84 рисунка.

Личный вклад автора

В диссертации изложены результаты работ, которые были выполнены автором лично и в соавторстве. В части работ, выполненных в соавторстве и включенных в диссертацию, автор является инициатором проведенных работ (формулировал задачу, намечал пути ее решения) и внес определяющий вклад в проведение экспериментов, определение основных конструкционных решений при разработке технологических процессов, оборудования и методик исследований, проведение необходимых расчетов. Кроме того, автор осуществлял обработку, анализ и обобщение результатов. Соавторы, принимавшие участие в исследованиях по отдельным направлениям, указаны в списке основных публикаций по теме диссертации. Все результаты, составляющие научную новизну диссертации и выносимые на защиту, получены автором лично.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность разработки технологии и оборудования для получения упрочняющих и термозащитных тонкопленочных покрытий с контролируемой структурой и их использование при производстве изделий электронной техники и инструмента (с улучшенными эксплуатационными характеристиками) в технологическом машиностроении. Формулируется цель работы и задачи, решаемые для достижения поставленной цели, перечислены научные результаты, выносимые на защиту, показаны научная новизна исследований и их практическая значимость.

В первой главе представлен обзор методов нанесения защитных покрытий на изделия электронной техники и рабочие поверхности технологического инструмента, которые проанализированы по характеру протекания процесса упрочнения и свойствам формируемых упрочненных поверхностных слоев. На основании анализа имеющихся данных показана необходимость разработки технологии и оборудования для получения упрочняющих и термозащитных тонкопленочных покрытий с контролируемой структурой и их использование при производстве изделий электронной техники и инструмента (с улучшенными эксплуатационными характеристиками) в технологическом машиностроении. Для эффективного применения упрочняющих и защитных покрытий для изделий электронной техники и технологического инструмента необходимо развивать все существующие методы их получения. Обсуждается схема взаимосвязи этапов исследований, необходимых для достижения поставленной цели.

Во второй главе представлено описание разработанной и изготовленной трехкамерной установки магнетронного распыления со шлюзовой загрузкой, позволяющей получать в одном цикле многослойные тонкопленочные покрытия. Одновременно, с целью получения тонкопленочных покрытий на основе A1N в Ar+N2 газовой смеси модернизирована промышленная установка магнетронного распыления КАТОД-1М за счет размещения в вакуумной камере специально разработанных планарных магнетронов. Кроме того, проведена модернизация и отработка конструкции вакуумной установки, укомплектованной тремя технологическими источниками (автономный источник ионов, дуговой источник и магнетрон на постоянном токе) с целью получения наноструктурированных тонкопленочных покрытий на основе TiBSiN.

Оборудование для формирования тонкопленочных покрытий методом

магнетронного распыления. Разработанная установка предназначена для формирования приповерхностных слоев и модификации поверхности подложки различными материалами с целью создания пленочных покрытий. Основой разработки послужила конструкция оборудования, представленного в работах Белянина А.Ф. Вакуумный пост разработанной установки включает рабочую и загрузочную камеры, а также привод устройства перемещения подложек (рис. 1). Механизм перемещения подложек расположен вне вакуумной системы установки и выполнен на основе

асинхронного двигателя с внешним ротором и трех электромагнитных муфт (тормозной, движения вперед, движения назад). Перемещение подложкодержателя осуществляется посредством двух Со-8ш магнитов КС-37 (остаточная магнитная индукция >0,77 Тл, коэрцитивная сила 1300 кА/м, магнитная энергия 55кДж/м3) размером 20><30х8 мм. Один из магнитов закреплен на каретке подложкодержателя, находящегося в тонкостенном патрубке. Второй магнит находится на пластине, связанной при помощи зубчатого ремня с системой электромагнитных муфт. В диссертации представлены режимы работы блока управления вакуумной системой.

Рис. 1. Конструкции вакуумных камер установки и кинематическая схема привода подложкодержателя: 1 - контакт; 2 - изолятор; 3 - подложкодержатель;

4 - нагреватель; 5 - шиберный затвор; 6 - измерительный генератор;

7 - электромагнитный ввод; 8 - держатели кварцев; 9 - магнетроны.

Для осаждения покрытий АЖ методом ВЧ магнетронного распыления А1 в Аг + N газовой смеси применялись промышленные установки ВЧ магнетронного реактивного распыления КАТОД-1М и ВЧ катодного распыления УВН-62П-3, усовершенствованные размещением в вакуумной камере планарных магнетронов, разработанных специально для формирования пленочных покрытий диэлектрических материалов. Модернизация установок была проведена с целью формирования тонкопленочных покрытий устройств термопечати строчного и точечного типов с многослойным защитным покрытием на основе аморфных и кристаллических слоев АГЫ и аморфного слоя А12О3. При формировании пленочных покрытий различных материалов методом магнетронного распыления необходимо создание интенсивного потока пленкообразующих частиц, что достигается за счет использования высокой удельной мощности и необходимого теплоотвода от мишени. По указанной причине магнетроны, предназначенные для формирования диэлектрических пленочных покрытий методом магнетронного распыления, имеют следующие конструктивные особенности: мишени закрепляют непосредственно на корпусе магнетрона без использования держателя мишени; а также применяют магниты с высокой коэрцитивной силой и магнитной энергией.

Оборудование для формирования пленочных покрытий ионно-плазменным методом с использованием электродугового источника. Формирование пленочных

покрытий 2гК, ТйгК производилось в + ^ газовой смеси на промышленной установке ННВ-6,6-И1: 2гК - при одновременном распылении трех циркониевых мишеней, пленочных покрытий сложного состава ТйгК - при одновременном распылении Т1 и 2г мишеней. Процесс нанесения покрытий основан на применении магнитной системы ионного распыления, относящейся к системам диодного типа, в которых атомы распыляемого материала удаляются с поверхности катода при ее бомбардировке ионами рабочего газа. При подаче постоянного напряжения между катодом (отрицательный потенциал) и анодом (положительный потенциал) возникает неоднородное электрическое поле и возбуждается аномальный тлеющий разряд.

Модернизированная вакуумнаяустановкапериодического действия. Вакуумная

установка периодического действия (разработка кафедры электронного машиностроения МГТУ им. Н.Э.Баумана) на базе вакуумного универсального поста укомплектована тремя технологическими источниками: автономным источником ионов (АИИ) с энергией ионов 5 кэВ и плотностью тока >100 мкА/см2, дуговым источником ИД-200-01 и высокочастотной магнетронной распылительной системой (МРС) на постоянном токе. С использованием АИИ производится очистка, ионное полирование поверхности и вытравливание на ней микрорельефа, активизация подложки и ионное ассистирование при осаждении пленочных покрытий из другого источника. Дуговой источник предназначен для осаждения на нагреваемые подложки пленочных покрытий Т1К и 2гК. Пленочные покрытия А1, 2п, Т1, 2г и других металлов, а также их нитридов формируются с применением МРС. Наноструктурные тонкопленочные покрытия на основе ТШ81М получали магнетронным распылением специальной мишени, изготовленной методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в МИСИ (Москва) в смеси аргона и азота. Распыляемая мишень состава Т!Вг+Т1581з+81 была синтезирована из экзотермической смеси состава 55,2 Бес.%Т1 + 24,8 вес.%В + 20 Бес.%Ж. Пленочные покрытия Т1Б81К характеризуются сверхвысокой твердостью (>40 ПТа), размерами зерен (2-5 нм) и прочным энергиям связи на границах раздела.

Полученные в третьей главе экспериментальные данные, позволяют предположить, что формирование тонкопленочных покрытий в условиях ионно-плазменных процессов может быть охарактеризовано, как происходящее при потере морфологической устойчивости плоских поверхностей роста. Проведенные исследования показали, что распыление многофазных мишеней сложного состава происходит в условиях, когда образование равновесных твердых растворов не имеет места, что обусловлено наличием различных механизмов формирования пленкообразующих частиц; последнее приводит к неоднозначной зависимости между расчетным (по составу мишени) и экспериментально наблюдаемым фазовым составом.

Экспериментальные данные показывают, что многослойные покрытия с оптимальными функциональными свойствами формируются в определенном интервале

технологических параметров (рис.2), причем значительную роль играют как температура и скорость осаждения покрытия, так и содержание азота в газовой смеси.

С использованием модернизированных установок получены пленочные покрытия различных материалов (АЦ^ам, АГЫкр, 2гК, ТйК, ТШ81К). В диссертации приведены условия и технологические параметры процессов осаждения в режимах ВЧ и постоянного тока (ПТ).

Рис. 2. Вольтамперные характеристики магаетронного разряда при распылении однокомпонешных (Al, Si) и двухкомпонентной (Ag-Cu) мишени.

Технологические особенности получения тонкопленочных покрытий AIN. На

скорость осаждения, степень кристалличности (концентрация кристаллической фазы в объеме тонкопленочного покрытия) и строение кристаллической фазы указанных покрытий AIN влияют концентрация и парциальное давление активной составляющей газовой смеси, мощность ВЧ разряда и другие факторы. Формирование функциональных покрытий на основе AIN проводили в условиях, обеспечивающих их высокую степень кристалличности и необходимое структурное строение кристаллической фазы с момента зарождения.

Технологические особенности получения покрытий ZrN и TiZrN. Велась

экспериментальная разработка технологических параметров, необходимых для формирования качественного покрытия со стабильными функциональными свойствами. Одновременно, проводилось исследование причин дефектности покрытия (неудовлетворительная адгезия осаждаемого покрытия и его слоев, нарушение сплошности (когерентности) покрытия, формирование крупных фрагментов пленкообразующих кластеров покрытия в процессе его осаждения, сколы.). В технологическую схему включена комплексная обработка упрочняемой поверхности перед формированием основного покрытия: очистка тлеющим разрядом; ионная очистка непосредственно в вакуумной камере; нагрев поверхности; осаждение слоя Ti-Zr перед процессом формирования покрытия TiZrN (слоя Zr перед ZrN). Использовались промежуточные слои из Zr при осаждении покрытия ZrN и слои из Ti-Zr - при осаждении покрытия TiZrN. Исследованием структурных особенностей покрытий ZrN и TiZrN установлено, что в случае использования раздельных катодов при многократном повторении процесса осаждения формируются покрытия с нанослоистостью и высокой

адгезионной прочностью сцепления осаждаемых слоев. Технологические параметры процессов осаждения пленочных покрытий 2гК, ТйгК методом ионно-плазменного распыления с использованием низковольтной дуги постоянного тока приведены в диссертационной работе.

Получение покрытий TiBSiN. Для практического применения тонкопленочных покрытий на основе Т1Б81М важны как их антифрикционные свойства, так и стойкость к различным видам износа. В качестве варьируемого параметра было выбрано соотношение реактивного и инертного газов, и определялись зависимости коэффициента трения скольжения и микротвердости композиции "подложка - тонкопленочное покрытие" от содержания азота в потоке газовой смеси азота с аргоном. Многокомпонентные пленочные покрытия Т1Б81К формировали при одновременной работе двух источников: магнетрона и АИИ. Поскольку МРС работает в пределах 10--4-1Г1 Па, а рабочие давления для АИИ составляют Па,

согласовывались режимы осаждения различных слоев покрытия. Технологические параметры процессов осаждения покрытий Т1Б81М методом магнетронного распыления на режимах ВЧ приведены в комплекте технологической документации в приложении к диссертации.

Особенностираспылениямишеней изразличныхматериаловпри формировании тонкопленочных покрытий. Данные, представленные в диаграммах состояний двойных соединений, показывают, что при изготовлении мишеней сложного состава равновесных твердых растворов, как правило, не образуется. Следовательно, имеются довольно сложные не всегда очевидные соотношения между расчетным составом мишени и получаемого покрытия. Последнее, обусловлено тем, что расчеты состава пленочного покрытия по коэффициентам распыления не соотносятся с получаемыми экспериментальными данными, что обусловлено наличием различных механизмов формирования пленочных частиц (кроме распыления). Соответственно представляло значительный интерес изучить морфологические особенности областей распыления мишеней, как однокомпонентных, так и сложного состава. Поэтому, для изучения процессов, происходящих в приповерхностных слоях материала мишени в условиях ионно-плазменных процессов (при применении магнетронных методов распыления), применялись в качестве своеобразной "модельной" системы поверхность мишени из 81 (высокая температура плавления при низкой теплопроводности). Использование мишени из 81 связано с многочисленными наблюдениями о морфологической близости форм роста, образующихся на поверхности мишени на начальных стадиях и при формировании тонкопленочных покрытий.

В тех случаях, когда формирование твердотельной системы определяется отдельными областями (например, вершинами в случае роста кристаллической фазы в условиях больших пересыщений), а анизотропия скоростей роста по различным

направлениям велика, первоначально плоская или почти плоская поверхность роста вырождается, и на ней появляются участки с ориентациями, все дальше отстоящими от исходной. Особенно велика такая анизотропия при формировании тонкопленочных покрытий. Указанные искривления поверхности роста ведут к возрастанию кинетических коэффициентов (независимо от их природы для различных условий) и, следовательно, к дальнейшему увеличению неоднородностей пересыщения для различных участков формирования пленочных покрытий. В совокупности, такие процессы обуславливают лавинообразную потерю морфологической устойчивости плоских поверхностей формирования, образующейся твердотельной системы.

Сказанное иллюстрируется электронно-микроскопическими снимками, полученными на растровом микроскопе CARL ZEISS LEO 1430 VP, на которых приведены особенности строения областей локального перегрева с перекристаллизацией (рис. 3,а,б) и в условиях отсутствия собственно перекристаллизации (рис. 3,в). Уже на ранних стадиях на поверхности мишени образуются первичные неравновесные структуры, характеризующиеся столбчатым строением. На начальных стадиях перекристаллизации наблюдается синхронное формирование указанных столбчатых (стержневых) подструктур с сохранением сплошности (когерентности) с последующим частичным распадом первичных локальных структур (рис. 4).

Рис. 3. Образование областей локального перегрева в области распыления мишени из Si в ВЧ магнетронном разряде. а, б) Образование кратеров с перекристаллизацией (а - видхверху; б - снимок сделан под углом 45°). в) Образование кратеров в условиях отсутствия перекристаллизации.

Локальное плавление отдельных участков мишени было изучено при распылении

сплава системы Ag-Cu. Были проанализированы составы различных частей

распыляемой с использованием цельнометаллического магнетрона мишени

эвтектического сплава состава: 21 вес.% Ag + 79 вес.% Си (эвтектический состав

33,9 ат.% (28,1 вес.%) Си, эвтектическая температура 1052 К) и пленочных покрытий,

осажденных на подложки из различных материалов. Методом инверсионной

вольтамперометрии показано перераспределение компонентов по поверхности мишени.

Для однофазных мишеней состав поверхности мишени по мере ее расхода не меняется и

соответствует составу формируемого пленочного покрытия, а скорость осаждения

может быть оценена с использованием коэффициентов распыления. Экспериментальные

данные позволяют утверждать, что распыление многофазных мишеней не подчиняется

закономерностям, основанным на рассчетных коэффициентах распыления.

Рис. 4. Столбчатые подструктуры на поверхности мишени из 81. а) Начальный этап перекристаллизации в условиях синхронною формирования столбчатых подструктур, б) Частичный распад первичных локальных подструктур.

Формируемые пленочные покрытия имеют невоспроизводимый (по всем параметрам) неоднородный по толщине состав, отличающийся от состава мишени. Следует также отметить, что для мишени системы Т1-В-81 в условиях ограниченного охлаждения столбчатые подструктуры не наблюдаются, а имеет место образование других морфологических типов локальных участков (рис. 5).

Рис. 5. Морфологические особенности области распыления мишени системы Ti-B-Si.

а) Образование кратеров в условиях отсутствия перекристаллизации, б-в) Типичное строение первичных подструктур в условиях потери морфологической устойчивости плоских поверхностей роста мишени, б) Обшцй вид. в) Тонкое строение выделенного фрагмента

В четвертой главе рассмотрены свойства защитных тонкопленочных покрытий на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы, характеризующихся наличием рентгеноаморфных и частично текстурированных кристаллических фаз, соотношение которых зависит от условий формирования.

Показано, что защитные тонкопленочные покрытия на основе AIN можно получать структурно совершенные и хорошо текстурированные (столбчатая аксиальность) на подложках из использованных в работе материалов, при этом, взаимодействие ионов N и А1, образующихся в плазме, происходит в адсорбированном слое. Проведенные исследования показали, что упрочняющие тонкопленочные покрытия на основе ZrN, TiZrN, формирующиеся в условиях ионно-плазменных процессов, как правило, неравномерно распределены по поверхности подложек. В свою очередь, эксперимент позволил установить, что наноструктурированные тонкопленочные покрытия на основе TiBSiN, характеризующиеся малым размером кристаллитов, формируется в условиях

предварительной ионно-лучевой обработки с последующим магаетронным распылением.

Особенности строения и методы исследования нитридныхтонкопленочных покрытий. Преимущественное направление (текстурирование) формирования пленочных покрытий, получаемых в неравновесных условиях при магнетронном распылении и электродуговым методом, определяется не столько атомарным строением материала пленочного покрытия, сколько, в значительной степени, ориентацией кристаллографических элементов материала пленочных покрытий относительно поверхности подложек - направлением потока пленкообразующих кластеров. Особенности текстуры полученных материалов связаны с наличием различных структурных типов, в том числе, атомарной шероховатости формируемой поверхности. Сравнение параметров, характеризующих кристаллическую фазу пленочного покрытия AIN, сформированного методом ВЧ магнетронного распыления на неподвижных подложках; пленочного покрытия ZrN и пленочного покрытия сложного состава TiZrN, сформированных электродуговым методом на подвижных подложках; многокомпонентного пленочного покрытия TiBSiN, осажденного реактивным магнетронным распылением, позволило оценить изменения содержание и морфологические особенности кристаллической фазы в объеме пленочного покрытия.

Морфология поверхности нитридных покрытий, полученных магнетронным и электродуговым методами, изучалась с использованием растрового и просвечивающего электронных микроскопов (TESLA BS350 и JEM-200CX), атомно-силовых микроскопов Digital Instruments Nanoscope 3, TMX-2100 "ACCUREX" и сканирующего туннельного микроскопа СММ-2000Т. Электронно-микроскопическое изучение покрытий проводилось методом реплик с использованием склерометрии. Для исследования тонкопленочных покрытий использовались следующие подложки: быстрорежущая сталь Р6М5, твердый сплав ВК8, аустенитная сталь 12Х18Н10Т (защитные покрытия), плавленый кварц С-5, ситалл СТ-50 (термозащитные покрытия). Для изучения эксплуатационных характеристик тонкопленочные покрытия наносились на различные типы технологического инструмента, а также на некоторые элементы электронной техники (устройства термопечати, детали оптических датчиков и другие).

Получение, строение и свойства тонкопленочныхпокрытийAIN. Кристаллиты

покрытия на основе AIN растут по плоскостям, нормальным к винтовым осям симметрии, при этом установлено, что преимущественно волокнистый рост A1N происходит по направлению <0001>, совпадающему с направлением винтовой оси симметрии 63. Дчя пленочных покрытий A1N, сформированных на подложках из кристаллических и рентгеноаморфных материалов, однородное ориентирование кристаллитов A1N по <0001> не зависит от ориентирования подложки. Таким образом, возможность получения текстурированных по <0001> пленочных покрытий A1N с

характерным волокнистым строением не зависит от структурных "запретов", обычных для эпитаксиальных пленочных покрытий.

Изучено строение поверхности пленочного покрытия А1Ы различной толщины (рис. 6,а,б), при этомустановлено, что для пленочных покрытий толщиной больше 1 мкм форма выхода зерен на ростовую поверхность удлиненная (рис. 6,6). Пленочные покрытия до толщины 10-20 нм образованы кристаллитами конической формы в виде пирамидок, основания которых имеют псевдогексагональную форму (рис. 6,в).

Рис. 6. Строение ростовых поверхностей (а, б) и скола (в) пленочных покрытий А1Ы, полученных на подложках из плавленого кварца. Толщина пленочных покрытий: а) 40 нм, б) 1,6 мкм. На сколе пленочного покрытия прослеживается столбчатая текстура кристаллитов.

Получение, строение и свойства пленочных покрытий ZrN. Строение ростовой поверхности пленочного покрытия ЙЫ исследовалось методами зондовой микроскопии. Сканы поверхности получали с помощью сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) СММ-2000Т и нанотехнологической установки "Луч-2" и "ФемтоСкан". Рассматривались сканы поверхности с размерами от 100x100 мкм до 80x80 нм. Для количественной оценки поверхностей проводился стандартный анализ шероховатостей, фрактальный анализ поверхности. На атомно-силовом микроскопе были получены максимальные сканы поверхностей образцов, которые позволили получить общую информацию о структуре поверхности пленочных покрытий.

Испытания сформированного тонкопленочного покрытия производились на микротвердомере 8Н1МА02и ЫМУ-2000, предназначенном для оценки твердости материалов, отдельных включений, пленочных покрытий, распределения твердости по толщине тонких слоев на плоских, цилиндрических и шаровых поверхностях. По результатам твердости основы и композиции был проведен расчет твердости пленок. Оказалось, что увеличение толщины пленочного покрытия только до определенных пределов способствует повышению твердости покрытия.

Получение, строение и свойства пленочных покрытий TiZrN. Пленочные покрытия ТйЖ получали с использованием промышленной установки ННВ-6,6-И1, оснащенной катодами переменного сечения. Формирование пленочных покрытий осуществляли по технологическим параметрам, приведенным в диссертационной работе. Пленочные покрытия ТйЖ осаждали на подложках из твердого сплава ВК8,

быстрорежущей Р6М5 и нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Распыление двух раздельных катодов из Хх и И осуществляли при различных технологических параметрах. Со скоростью осаждения пленок 2-6 мкм/ч на подвижных подложках (скорость вращения 10 об/мин) получены пленочные покрытия ТйгК толщиной до 10 мкм (рис. 7).

Рис. 7. Морфология ростовой поверхности композиционною покрытия TiZr-Ti/rN на быстрорежущей матрице, сформированной ионно-плазменным методом.

Структурныеособенности строения и свойствапленочныхпокрытийTiBSiN.

Пленочные покрытия TiBSiN характеризуются малыми размерами кристаллитов, составляющими 2-5 нм, а образующие их основы фазы существенно нестехиометричны. Для пленочных покрытий с размером кристаллитов <2нм характерны аморфно-подобные рентгеновские спектры. Структура покрытий состоит из кристаллитов гексагональной фазы Ti(B,N)x, расположенных в рентгеноаморфной матрице. Для магнетронного распыления характерны неравновесные условия формирования, а тип текстуры пленочных покрытий связан с наличием атомной шероховатости ростовой поверхности и зависит от температуры подложки, напряжения смещения и парциального давления азота. Условия формирования тонкопленочных защитных покрытий TiBSiN и результаты испытаний технологического инструмента приведены в диссертации.

В пятой главе показано, что формирование многослойных пленочных покрытий на основе A1N, содержащих заданное количество ориентированной (текстура) кристаллической фазы, позволяет на порядки повысить износостойкость элементов электронной техники по сравнению с защитными материалами, имеющими большую твердость. Для обеспечения комплекса необходимых свойств для устройств термопечаги (направленность теплоотвода, износостойкость, электросопротивление, защита от окисления и других) необходимо формировать многослойное покрытие, содержащее не только слои различных материалов, но и одного материала различного строения. Использование тонкопленочных покрытий на основе A1N в составе многослойных структур в качестве термозащитных систем устройств электронной техники (устройств термопечати) позволяет значительно повысить ресурс работы от нескольких до десятков раз.

Использование термозащитных покрытий на основе AIN в электронной

технике. Для формирования защитного покрытия, стойкого к воздействию ударных нагрузок, пригодны методы магнетронного и диодного распыления, а также распыления ионным пучком. Данные методы характеризуются направленностью потока пленкообразующих частиц и неравновесными условиями формирования пленочного покрытия, что в зависимости от условий проведения процесса приводит к различному содержанию рентгеноаморфной и кристаллической фаз в объеме пленочного покрытия и, при определенных параметрах проведения процесса, к образованию аксиальных текстур пленочных покрытий, проявляющихся у веществ с алмазоподобной решеткой в наблюдаемом волокнистом строении (рис. 8).

Рис. 8. Строение пленочных покрытий A1N Многослойные защитные покрытия получали последовательным нанесением на поверхности устройств термопечати слоев аморфных A1N и АУЬ (АШш, Al203aM), а также кристаллического AIN (AIN^,) с внутренним волокнистым строением слоя. Четырехслойное защитное покрытие АМам/АНМкр/А^Оз ам/Л1М,ф тонкопленочных устройств термопечати формировали ВЧ распылением А1 мишени. Для получения указанной многослойной структуры в процессе распыления последовательно устанавливали газовую смесь из Ar + N2 или Аг + 02 и отрицательное или положительное электрическое смещение на подложкодержатеяе (UCM). Слой AlNa„ (толщина 0,2-0,4 мкм, теплопроводность X = -200 Вт/(м-К)); обеспечивал адгезию многослойного покрытия и защиту устройств термопечати от окисления при осаждении А120з. Слой рентгеноаморфного А1203 (0,2-0,4 мкм, Л. = ~13 Вт/(м-К)) фокусировал тепловые потоки, обеспечивая качество печати. Возможность участия той или иной системы скольжения в пластической деформации оценивается фактором Шмида (m): m = cos<p-sina, где <р - угол между направлением нагрузки и нормалью плоскости скольжения, а а - угол между направлением нагрузки и сдвига. При совпадении направления удара и оси зерен (волокон) фактор Шмида для обеих систем скольжения равен нулю (в случае {1010}: q> = 0, а = 0; а для {0001}: <р= 1, а = 0), тогда как при несовпадении направления удара и оси волокон фактор Шмида отличен от нуля. Если имеет место отклонение оси текстуры от направления удара (нормаль к плоскости подложки) на 10° фактор Шмида для системы скольжения {0001}/[1120] равен 0,15

(максимально возможное значение фактора Шмида 0,5). Результаты испытаний работоспособности многослойных защитных покрытий различного состава, толщины и строения слоев представлены в диссертации. Использование указанного защитного покрытия в составе устройств термопечати позволило увеличить срок службы термопечатающих устройств в ~3 раза.

Влияние состава и технологии формирования на свойства и применение упрочняющих покрытий на основе ZrN, TtZrN, TiBSiN. Свойства

многофункциональных покрытий обусловлены характером взаимодействия исходных компонентов и зависят от технологии их формирования. Формирование износоустойчивого покрытия ZrN, термически устойчивого покрытия TiZrN и износостойкого наноструктурированного покрытия, обладающего повышенной стойкостью к высокотемпературному окислению на основе TiBSiN, производилось ионно-плазменным методом с использованием дугового (ZrN, TiZrN) и магнетронного (TiBSiN) источников при различном сочетании технологических параметров.

Износостойкие покрытия ZrN осаждали на режущую часть технологического инструмента, обрабатывающего изделия из титана и титановых сплавов. Для повышения термодинамической устойчивости рабочей поверхности технологического инструмента, работающего в сложных технологических условиях, применялись покрытия TiZrN. Анализ результатов исследований влияния температуры упрочняемой поверхности на структурные, механические свойства и работоспособность деформирующего инструмента с покрытием сложного состава, позволили разработать схему комбинированного теплового режима. Распределение тугоплавких компонентов в композиционном покрытии по данным микрозондового анализа носит сложный характер и определяется значительным числом как структурных, так и технологических факторов. Проведенные исследования структуры и свойств покрытий состава TiZrN показали наличие корреляции между механическими характеристиками и особенностями формирования сложных многофазных систем.

Пленочные функциональные покрытия на основе AIN использовали, как защитные для измерительных датчиков. Показана возможность формирования пленочных покрытий AIN с упорядоченным строением кристаллической фазы на подложках аморфных и кристаллических материалов. Для практического применения в качестве защитных покрытий измерительных оптических датчиков требовались пленочные покрытия со степенью кристалличности 50-60 об.%. С защитным покрытием из поликристаллического, текстурированного по <0001> AIN были изготовлены датчики линейных и круговых микроперемещений, которые устанавливались в координатных механизмах и устройствах позиционирования для объектов микроэлектроники. Толщина наносимого слоя A1N подбиралась соответствующая максимуму пропускания на рабочей длине волны и составляла X = 0,3-0,5 мкм. В диссертации исследована

зависимость оптического пропускания (т) от \ стекла К-8, используемого для изготовления оптических растров, и стекла К-8 с покрытием ЛЖ толщиной 1 мкм.

Полученные пленочные покрытия были рентгеноаморфными или мелкокристаллическими с величиной областей когерентного рассеяния рентгеновских лучей (ОКР) 2-4 нм и по данным электронной микроскопии не имели волокнистого строения. Толщина пленочных покрытий 8Ю составляла 0,5-1,5 мкм, а А12О3 2,5-5 мкм, при суммарной толщине защитного покрытия 4-6 мкм. Было показано, что в условиях воздействия истирающих нагрузок целостность защищаемых элементов с защитным покрытием на основе АЖ намного превышает аналогичные параметры устройств с защитным покрытием, состоящим из других материалов, в частности, 8Ю2 и А12О3.

Внедрение результатов работы

Материалы диссертационной работы и полученные результаты использованы в следующих организациях:

1.В ООО "Высокие Технологии" НИИЯФМГУ (Москва) смонтирована и использована установка для формирования методом магнетронного распыления упрочняющих и защитных покрытий и многослойных структур на их основе.

2. В ОАО ЦНИТИ 'Техномаш" (Москва) в специальном варианте макетных образцов опытно-промышленных установок использованы разработанные узлы оборудования для формирования методом магнетронного распыления упрочняющих, защитных, термозащитных покрытий и многослойных структур на их основе.

3. В "НПП Поиск" (Йошкар-Ола) технология получения упорядоченных упрочняющих покрытий внедрена в выпускаемой продукции. Экономический эффект внедрения за период 2003-2004 гг. составил около 60 тыс. руб.

4. На ЗАО "Березниковский механический завод" технологии осаждения защитных покрытий внедрены в технологический процесс улучшения эксплуатационных характеристик технологического инструмента из быстрорежущих сталей.

5. В ОАО "Азот" технологии осаждения защитных покрытий внедрены в технологический процесс улучшения эксплуатационных характеристик технологического инструмента из быстрорежущих сталей (сверла, фрезы)

6. В ТК ООО "Атлант Дельта" (Группа Сибирский алюминий) технология внедрена в производство технологического инструмента при изготовлении изделий, используемых в автопромышленности.

Перечисленное подтверждено актами внедрения и использования результатов диссертационной работы, приведенными в приложении, где также представлены комплекты документации на разработанные технологические процессы:

1) "Формирование функциональных покрытий на основе 2Ж, ТйЖ электродуговым методом".

2) "Формирование функционального покрытия на основе Т1Б81К методом

магнетронного распыления".

Основные результаты работ ы

1. Разработана и изготовлена трехкамерная установка магнетронного распыления со шлюзовой загрузкой, позволяющая получать в одном цикле многослойные покрытия. С целью получения тонкопленочных покрытий на основе A1N в Аг+Ыг газовой смеси модернизирована промышленная установка магнетронного распыления КАТОД-1М с использованием специально разработанных планарных магнетронов. Проведена модернизация конструкции вакуумной установки, укомплектованной тремя технологическими источниками (автономный источник ионов, дуговой источник и магнетрон на постоянном токе) для получения наноструктурированных покрытий на основе TiBSiN.

2. По экспериментальным данным, впервые установлено, что формирование тонкопленочных покрытий в условиях ионно-плазменных процессов может быть охарактеризовано как происходящее при потере морфологической устойчивости плоских поверхностей роста. Защитные тонкопленочные покрытия на основе нитридов можно получать структурно совершенные и хорошо текстурированные (столбчатая аксиальность) на подложках из использованных в работе материалов, при этом, взаимодействие ионов азота и металлов, образующихся в плазме, происходит в адсорбированном слое.

3. Распыление много фазных мишеней сложного состава происходит в условиях, когда образование равновесных твердых растворов не имеет места, что обусловлено наличием различных механизмов формирования пленкообразующих частиц; последнее приводит к неоднозначной зависимости между расчетным (по составу мишени) и экспериментально наблюдаемым фазовым составом покрытия. Впервые показано, что в условиях воздействия пучков распыленных ионов наблюдается локальное плавление с перекристаллизацией вещества мишени и изменением его фазового состава.

4. Защитные тонкопленочные покрытия на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы характеризуются наличием рентгеноаморфных и частично текстурированных кристаллических фаз, соотношение которых зависит от условий формирования. Условия формирования покрытий на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы при ионно-плазменных процессах определяют величину адгезии и сплошности получаемого покрытия, при этом, наилучшие результаты, по эксплуатационным характеристикам, имеют место для наноструктурированных (с частичным сохранением когерентности) тонкопленочных систем.

5. Упрочняющие тонкопленочные покрытия на основе ZrN, TiZrN, TiBSiN, формирующиеся в условиях ионно-плазменных процессов, как правило, неравномерно распределены по поверхности подложек, лишь многослойные тонкопленочные покрытия при многократном повторении цикла осаждения позволяют получать необходимые эксплуатационные характеристики. Наноструктурированные

тонкопленочные покрытия на основе Т1Б81К, характеризующиеся малым размером кристаллитов, формируются в условиях предварительной ионно-лучевой обработки с последующим магнетронным распылением. Применение таких многослойных тонкопленочных покрытий приводит к повышению износостойкости технологического инструмента из быстрорежущих сталей и твердых сплавов гарантированно на 30-40%, а для некоторых видов инструмента и условиях эксплуатации до нескольких раз, что позволило рекомендовать применение разработанных техпроцессов на ряде предприятий технологического машиностроения.

6. Детальное изучение процессов изнашивания технологического инструмента позволяет обоснованно проводить выбор составов вновь разрабатываемых покрытий и методов упрочнения. С использованием различных механизмов упрочнения материала покрытий получены покрытия 2гК, ТйгК, ТШ8!М (с повышенной термической устойчивостью и износостойкостью), позволяющие обрабатывать такие сложные материалы, как нержавеющие стали и жаропрочные сплавы. Разработанные технологические процессы упрочнения при производственных испытаниях, показали повышение эксплуатационных свойств в среднем в 2-2,5 раза. Выбор (на основании комплексных исследований) состава и технологии осаждения функциональных покрытий, позволяет применять технологический инструмент для обработки изделий из различных материалов, используемых в электронной технике.

7. С целью обеспечения комплекса необходимых свойств устройств термопечати (направленность теплоотвода, износостойкость, электросопротивление, защита от окисления и других) необходимо получать многослойное покрытие, содержащее не только слои различных материалов, но и одного материала различного строения.

Формирование пленочных покрытий АШ, содержащих заданное количество рентгеноаморфной и ориентированной (текстура) кристаллической фазы, позволяет на порядки повысить износостойкость элементов электронной техники по сравнению с различными защитными материалами, включая имеющими большую твердость. Защитные тонкопленочные покрытия на основе поликристаллического текстурированного по <0001> АЖ с толщиной наносимого слоя, соответствующей рабочей длине волны оптического датчика, позволяют в несколько раз снизить воздействие истирающих нагрузок для элементов указанных устройств. Разработанные технологические процессы могут быть рекомендованы для использования тонкопленочных покрытий на основе АЖ в качестве термозащитных для изделий электронной техники (устройств термопечати, измерительные датчики).

Положения диссертации изложены в следующих основных публикациях:

1. Каменева А.Л., Александров Д.В., Житковский В.Д. Исследование структуры тонкопленочного оксикарбидного покрытия // Нанотехнологии и фотонные кристаллы: Материалы I Межрегионального семинара. Йошкар-Ола: МарГТУ. 2003. С.143-149.

2. Александров Д.В. Формирование многофазных многослойных покрытий // Нанотехнологии и фотонные кристаллы. Материалы I Межрегионального семинара. Йошкар-Ола: МарГТУ. 2003. С.121-131.

3. Каменева А.Л., Житковский В.Д., Александров Д.В. Функциональные упрочняющие покрытия и проблемы наноструктурирования // Материалы, оборудование и технологии наноэлектроники и микрофотоники. Коллективная монография. Улан-Удэ: БНЦ СО РАН. 2003. С.293-356.

4. Каменева А.Л., Житковский В.Д., Александров Д.В., Самойлович М.И. Изучение физико-химического взаимодействия на границах раздела фаз в слоистых материалах и покрытиях // Высокие технологии в промышленности России (материалы и устройства электронной техники). Материалы IX Международного симпозиума. М.: ОАО ЦНИТИ "Техномаш". 2003. С.158-167.

5. Каменева А.Л., Александров Д.В. Исследование дефектности поверхности с помощью системы микроанализа "Видео-Тест-Мастер" // Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта. Материалы Всероссийской научно-технической конференции. Екатеринбург: ЕГТУ. 2003. С. 150-154.

6. Житковский В.Д., Каменева А.Л., Александров Д.В. Методы повышения стойкости технологического инструмента, используемого при производстве радиоаппаратуры // Системы и средства связи, телевидения и радиовещания. 2003. № 1,2. С.58-61.

7. Каменева А.Л., Александров Д.В., БелянинА.Ф., Житковский В.Д., Самойло-вич М.И. Структурные и морфологические особенности упрочняющих покрытий, получаемых методами магнетронного распыления и вакуумного испарения // Нанотехнологии и фотонные кристаллы. Материалы II Межрегионального семинара. Калуга: МГТУ им. Н.Э.Баумана. 2004. С.126-168.

8. Каменева А.Л., Александров Д.В., БелянинА.Ф., Житковский В.Д., Самойло-вич М.И. Пленки АШ, (Л-2г)К: Технологические особенности формирования // Нанотехнологии и фотонные кристаллы. Материалы II Межрегионального семинара. Калуга: МГТУ им. Н.Э.Баумана. 2004. С. 232-249.

9. Белянин А.Ф., Самойлович М.И., Пащенко П.В., Ключник Н.Т., Александров Д.В., СуетинН.В., ДворкинВ.В., Дзбановский Н.Н. Формирование тонких пленок магнетронным распылением металлических одно и двухфазных мишеней // Нанотехнологии и фотонные кристаллы. Материалы II Межрегионального семинара. Калуга: МГТУ им. Н.Э.Баумана. 2004. С. 169-195.

10. Каменева А.Л., Житковский В.Д., Александров Д.В., МаточкинВ.Ф. Повышение технологических и эксплуатационных свойств инструмента из быстрорежущей стали Р6М5 // Технологическое обеспечение качества машин и приборов. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Пенза: ПГТУ. 2004. С.33-36.

11.КаменеваА.Л., ЖитковскийВ.Д., АлександровД.В., МаточкинВ.Ф. Исследование влияния параметров технологического процесса на структуру и свойства тонкопленочных упрочняющих покрытий // Технологическое обеспечение качества машин и приборов. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Пенза: ПГТУ. 2004. С.33-36.

12. Каменева А.Л., Самойлович М.И., Житковский В.Д., Александров Д.В., Беля-нинА.Ф. Использование компьютерной металлографии при исследовании структуры тонкопленочного покрытия // Высокие технологии в промышленности России и методические особенности преподавания в техническом вузе. Материалы Региональной научно-практической конференции. Березники: ПГТУ. 2004. С. 117-119.

13. Каменева А.Л., Самойлович М.И., Житковский В.Д., Александров Д.В., Беля-нин А.Ф. Использование компьютерной металлографии при исследовании структуры тонкопленочного покрытия // Высокие технологии в промышленности России и методические особенности преподавания в техническом вузе. Материалы Региональной научно-практической конференции. Березники: ПГТУ. 2004. С.159—162.

14. Каменева А.Л., СмагинА.С, Александров Д.В. Технологические методы повышения стойкости режущего инструмента из быстрорежущей стали Р6М5 // Наука в решении проблем Верхнекамского промышленного региона: Сборник научных трудов. Выпуск 4. Березники: ПГТУ. 2004. С. 23-33.

15. Каменева А.Л., Александров Д.В., Житковский В.Д. Влияние состава и технологии формирования на свойства и применение многофункциональных покрытий на основе 2Ж, ТйЖ, ТШ8!М // Высокие технологии в промышленности России (материалы и устройства функциональной электроники и микрофотоники). Материалы X Международной научно-технической конференции. Ред.: Белянин А.Ф., Самойлович М.И. М.: ОАО ЦНИТИ "Техномаш". 2004. С.335-339.

16.Белянин А.Ф., Самойлович М.И., Александров Д.В., Житковский В.Д., Каменева АЛ. Использование защитных покрытий на основе АЖ в электронной технике // Высокие технологии в промышленности России (материалы и устройства функциональной электроники и микрофотоники). Материалы X Международной научно-технической конференции. Ред.: Белянин А.Ф., Самойлович М.И. М.: ОАО ЦНИТИ "Техномаш". 2004. С.292-298.

17. БелянинА.Ф., Самойлович М.И., Александров Д.В., Житковский В.Д., Каменева А.Л. Пленки АЖ как защитное покрытие измерительных датчиков // Высокие технологии в промышленности России (материалы и устройства функциональной электроники и микрофотоники). Материалы X Международной научно-технической конференции. Ред.: БелянинА.Ф., Самойлович М.И. М.: ОАО ЦНИТИ "Техномаш". 2004.С.299-301.

18.Белянин А.Ф., Самойлович М.И., Александров Д.В., Пащенко П.В., Тимофеев МА, Каменева А.Л., ТалисАЛ. Морфологические особенности рельефа на поверхности мишеней при бомбардировке ионами // Высокие технологии в промышленности России (материалы и устройства функциональной электроники и микрофотоники). Материалы X Международной научно-технической конференции. Ред.: Белянин А.Ф., Самойлович М.И. М.: ОАО ЦНИТИ "Техномаш". 2004. С.302-310.

19. Белянин А.Ф., Самойлович М.И., Александров Д.В., Житковский В.Д., Каменева А.Л.Пленочные покрытия на основе АЖ для оптических датчиков //. Материалы Международной научно-практической конференции. ГМТЕКМАТ1С-2004. Часть 3. М.: МГИРЭА(ТУ)-ЦНИИ "Электроника". С.54-56.

20. Белянин А.Ф., Самойлович М.И., Александров Д.В., Житковский В.Д., Каменева А.Л. Многослойные защитные покрытия термопечатающих на основе АЖ // Материалы Международной научно-практической конференции. ГМТЕКМАПС-2004. Часть 3. М.: МГИРЭА(ТУ)-ЦНИИ "Электроника". С.50-53.

21. Александров Д.В. Функциональные упрочняющие покрытия: получение, исследования и применение // Высокие технологии в промышленности России (материалы и устройства функциональной электроники и микрофотоники). Материалы X Международной научно-технической конференции. Ред.: БелянинА.Ф., Самойлович М.И. М.: ОАО ЦНИТИ "Техномаш". 2004. С.397-398.

АЛЕКСАНДРОВ ДМИТРИЙ ВИКТОРОВИЧ

ЗАЩИТНЫЕ ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ НИТРИДОВ ЭЛЕМЕНТОВ III И IV ГРУПП ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Лицензия ПЛД №53-472 от 30.07.99 Подписано в печать 10.11.2004. Формат 64*84/16 Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 2411 Отпечатано в ОАО ЦНИТИ "Техномаш". 121108 Москва, ул. Ив.Франко,4

Чг

»22 25 0

РНБ Русский фонд

2005-4 19568

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. (Аналитический обзор) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УПРОЧНЯЮЩИЕ ПОКРЫТИЯ: ПОЛУЧЕНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ.

1.1. Повышение стойкости технологического инструмента.

1.2. Анализ причин износа технологического (режущего) инструмента и общие сведения о локальной упрочняющей обработке.

1.3. Технологические методы создания локальных упрочненных зон на режущем инструменте.

1.3.1. Химико-термические методы формирования покрытий (ХТМ).

1.3.2. Методы химического осаждения покрытий из парогазовой фазы

ХОП).

1.3.3. Методы физического осаждения покрытий (ФОП).

1.3.4. Механические методы упрочнения.

1.4. Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ A1N, ZrN, ZrTiN, TiBSiN.

2.1. Оборудование для формирования тонкопленочных покрытий методом магнетронного распыления.

2.1.1. Трехкамерная установка магнетронного распыления со шлюзовой загрузкой.

2.1.2. Модернизированная промышленная установка ВЧ магнетронного распыления КАТОД-1М.

2.1.3. Усовершенствованная промышленная установка ВЧ катодного распыления УВН-62П-3.

2.2. Оборудование для формирования пленочных покрытий ионно-плазменным методом с использованием электродугового источника.

2.3. Модернизированная вакуумная установка периодического действия.

2.4. Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ НИТРИДОВ РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ III И IV ГРУПП

ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ.

3.1. Технологические особенности получения тонкопленочных покрытий A1N

3.2. Технологические особенности получения пленочных покрытий ZrN,

TiZrN.

3.3. Получение пленочных покрытий TiBSiN.

3.4. Морфологические особенности рельефа на поверхности мишеней в условиях ионно-плазменных процессов

3.5. Особенности распыления мишеней из различных материалов при формировании тонкопленочных покрытий

3.6. Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ, ПОЛУЧАЕМЫХ МАГНЕТРОННЫМ РАСПЫЛЕНИЕМ И ЭЛЕКТРОДУГОВЫМ МЕТОДОМ.

4.1. Особенности строения и методы исследования нитридных тонкопленочных покрытий.

4.2. Получение, строение и свойства тонкопленочных покрытий A1N.

4.3. Получение, строение и свойства пленочных покрытий ZrN.

4.4. Получение, строение и свойства пленочных покрытий TiZrN.

4.5. Структурные особенности строения и свойства пленочных покрытий 115 TiBSiN.

4.6. Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. ПРИМЕНЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ НИТРИДОВ ЭЛЕМЕНТОВ III и IV ГРУПП

ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ.

5.1. Использование терчозащитных покрытий на основе A1N в электронной технике.

5.2. Влияние состава и технологии формирования на свойства и применение упрочняющих покрытий на основе ZrN, TiZrN, TiBSiN.

5.3. Пленочные покрытия A1N, как защитные покрытия измерительных датчиков.

5.4. Выводы по главе 5.

Основной задачей технологического, в частности, электронного машиностроения является производство изделий и материалов электронной техники с заданными структурой и свойствами, которые зависят, в основном, от химического состава, технологии производства, технических характеристик. Рациональное использование материалов и обеспечение большой долговечности изделий из них возможно при условии их целевого использования и выбора материаллов в зависимости от условий эксплуатации. Поэтому, применение прогрессивных материалов, обеспечивает максимально возможную эксплутационную работоспособность инструментов различного назначения и изделий электронной техники за счет повышения их функциональных характеристик. Достижение данной цели возможно, в частности, при использовании прогрессивных методов модификации или защиты изделий, позволяющих противостоять воздействию циклических и статических напряжений, кратковременным перегрузкам и повышенным температурам.

Развитие современной техники характеризуется интенсификацией режимов работы различных устройств, увеличением эксплуатационных температур и давлений. Для удовлетворения соответствующих требований необходимо использовать новые материалы с заданными свойствами. Одним из способов создания подобных материалов является нанесение специальных (упрочняющих, защитных, термозащитных) покрытий, поскольку новые методы нанесения покрытий, в частности, основанные на использовании плазменных процессов, позволяют значительно расширить состав материалов покрытий и областей их применения. Технологические методы обеспечивают локальное упрочнение изделий и материалов электронной техники путем формирования покрытий с заданным фазовым составом и структурными особенностями. Технико-экономическая эффективность технологически локальных методов поверхностной модификации предопределила поиски путей их реализации с целью создания изделий электронной техники и технологических инструментов, отличающихся высокими эксплутационнымн характеристиками.

В России и за рубежом работы в области получения, исследования и возможностей применения в машиностроении и в электронной технике защитных тонкопленочных покрытий на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы постоянно проводятся в Московском государственном институте стали и сплавов (Технологический университет); Московском государственном техническом университете им. Н.Э.Баумана; Scientific-Industrial Enterprise "Metal" (США); Scientific-Technical Association "Termosynthesis" (США); Scientific-Educational Center of SHS

США); ОАО Центральный научно-исследовательский технологический институт "Техномаш" (Москва); Научно-исследовательском институте вакуумной техники им. С.А.Векшинского (Москва); Инновационно-технологическом центре "Новые ма-< териалы и химические технологии" (С.-Петербург); Институте химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра РАН (Апатиты); Харьковском физико-техническом институте (Украина), Институте физической химии РАН (Москва), Институте общей физики РАН (Москва) и других.

Получению, анализу свойств и применению защитных тонкопленочных покрытий на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы посвящены работы Левашова Е.А., Панфилова Ю.В., Штанского Д.В., Табакова В.П., Белоуса В.А., Герасимова Л.Г., Касикова А.Г., Белянина А.Ф., СпицынаБ.В., Елин-сон В.М., Бочкарева В.Ф., Ральченко В.Г., Каменевой А.Л., КоллигонаЖ.С., Ле-роу О., Гаммела Ф., Хаймана Л. и других. Полученные результаты по разработке технологии получения и изучение свойств защитных покрытий дают возможность оценить эффективность использования тонкопленочных материалов для повышения срока службы быстроизнашивающихся деталей машин, технологического инструмента и в устройствах электронной техники.

Таким образом, необходимость исследований в области разработки конструктивно-технологических решений по формированию упрочняющих, защитных, термозащитных покрытий с заданными строением и свойствами (функциональных структур) для последующего их использования в устройствах электронной техники , очевидна. Создание эффективных технологий и оборудования для формирования упрочняющих, защитных, термозащитных покрытий пригодных для создания изделий электронной технике и машиностроения с высокими эксплутационными характеристиками актуально, является приоритетным направлением развития науки, технологий и техники и неоднократно подчеркивалось в решениях международных и российских конференций и симпозиумов.

Цель работы

Целью настоящей работы являлась разработка технологии и оборудования для получения защитных упрочняющих и термозащитных тонкопленочных покрытий с контролируемой структурой и их использование при производстве изделий электронной техники и инструмента (с улучшенными эксплуатационными характеристиками) в технологическом машиностроении. Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие технологические и исследовательские задачи:

- Исследовать строение и некоторые функциональные свойства упрочняющих и термозащитных тонкопленочных покрытий.

- Получить экспериментальные данные об особенностях формировании тонкопленочных покрытий в условиях ионно-плазменных процессов.

- Исследовать условия получения защитных тонкопленочных покрытий на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы (структурно совершенных и текстурированных, со столбчатой аксиальностью) на подложках из использованных в работе материалов.

- Изучить особенности распыления многофазных мишеней сложного состава в условиях, когда образование равновесных твердых растворов не имеет места.

- Определить условия формирования покрытий на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы при ионно-плазменных процессах, позволяющие получать необходимые величины адгезии и сплошности покрытия.

- Создать принципиально новое и модернизировать существующее специальное технологическое оборудование:

- Разработать и изготовить трехкамерную установку магнетронного распыления со шлюзовой загрузкой, позволяющую получать в одном цикле многослойные покрытия.

- С целью получения тонкопленочных покрытий на основе A1N в A1M-N2 газовой смеси модернизировать промышленную установку магнетронного распыления КАТОД- 1М с использованием специально разработанных планарных магнетронов.

- Провести модернизацию конструкции вакуумной установки, укомплектованной тремя технологическими источниками (автономный источник ионов, дуговой источник и магнетрон на постоянном токе).

- Изучить влияние параметров процесса и конструктивных особенностей оборудования на функциональные свойства тонкопленочных покрытий и получить упрочняющие и термозащитные тонкопленочные покрытия с контролируемой структурой при использовании различных методов.

- Разработать технологические процессы формирования многослойных покрытий, содержащих не только слои различных материалов, но и одного материала различного строения с целью обеспечения комплекса необходимых свойств для устройств термопечати (направленность теплоотвода, износостойкость, электросопротивление, защита от окисления и других).

-Разработать процессы упрочнения инструмента из быстрорежущей стали и твердого сплава покрытиями сложного состава. Выбор, на основании комплексных исследований состава и технологии осаждения функциональных покрытий, позволил использовать технологический инструмент для обработки изделий из различных материалов, используемых в электронной технике и машиностроении.

Научная новизна

1. Полученные экспериментальные данные позволяют утверждать, что формирование тонкопленочных покрытий в условиях ионно-илазменных процессов может быть охарактеризовано как происходящее при потере морфологической устойчивости плоских поверхностей роста.

2. Защитные и термозащитные тонкопленочные покрытия на основе нитридов можно получать структурно совершенные и текстурированные (столбчатая аксиаль-ность) на подложках из использованных в работе материалов, при этом, взаимодействие ионов азота и металлов, образующихся в плазме, происходит в адсорбированном слое. Функциональные характеристики тонкопленочных покрытий улучшаются при определенных соотношениях концентраций кристаллической и ренгеноаморфной фаз, при этом оптимальные результаты достигнуты при заданном ориентировании нанок-ристаллитов.

3. Распыление многофазных мишеней сложного состава происходит в условиях, когда образование равновесных твердых растворов не имеет места, что обусловлено наличием различных механизмов формирования пленкообразующих частиц; последнее приводит к неоднозначной зависимости между расчетным (по составу мишени) и экспериментально наблюдаемым фазовым составом покрытия. Впервые показано, что в условиях воздействия пучков распыленных ионов наблюдается локальное плавление с перекрсталлизацией вещества мишени и с изменением его фазового состава.

4. Условия формирования покрытий на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы при ионно-плазменных процессах определяют величину адгезии и сплошности получаемого покрытия, при этом, наилучшие результаты, по эксплуатационным характеристикам, имеют место для наноструктурированных (с частичным сохранением когерентности) тонкопленочных систем.

5. Защитные, в частности, упрочняющие тонкопленочные покрытия на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы характеризуются наличием рентгеноаморфных и частично текстурированных кристаллических фаз, соотношение содержания которых зависит от условий формирования.

6. Для обеспечения комплекса необходимых свойств устройств термопечати (направленность теплоотвода, износостойкость, электросопротивление, защита от окисления и других) необходимо формировать многослойное покрытие, содержащее не только слои различных материалов, но и одного материала различного строения.

Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждается хорошим совпадением экспериментальных данных, полученных по различным методикам; удовлетворительным согласием теоретических оценок и экспериментальных результатов; непротиворечивостью полученных экспериментальных данных и выводов с результатами других исследователей; использованием современных экспериментальных методик исследования модифицированной поверхности; систематическим характером экспериментальных исследований; практической реализацией научных положений и выводов при создании специального технологического оборудования и разработке технологий по формированию упрочняющих, защитных, термозащитных покрытий с заданными строением и свойствами для последующего их использования в устройствах электронной техники и в технологическом машиностроении.

На защиту выносятся

1. Многослойные покрытия (экспериментальные данные) с необходимыми функциональными свойствами формируются в определенном интервале технологических параметров, определяющих относительное содержание кристаллической и рен-геноаморфных фаз, при чем значительную роль играют температура и скорость осаждения покрытия, содержание азота в газовой смеси. В свою очередь, целенаправленное изменение состава и свойств функциональных покрытий позволяет использовать упрочненный технологический инструмент, как для обработки различных технологических материалов, так и при производстве устройств электронной техники.

2. Упрочняющие тонкопленочные покрытия на основе ZrN, TiZrN, TiBSiN, формирующиеся в условиях ионно-плазменных процессов, как правило, неравномерно распределены по поверхности подложек, лишь многослойные тонкопленочные покрытия при многократном повторении цикла осаждения позволяют получать необходимые эксплуатационные характеристики. Наноструктурированные тонконленочные покрытия на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы, характеризующиеся малым размером кристаллитов и заданным соотношением рентге-ноаморфных и кристаллических фаз, формируются в условиях предварительной ион-но-лучевой обработки с последующим магнетронным распылением.

3. Формирование многослойных тонкопленочных покрытий AIN, содержащих слои одного материала различного состава и заданное количество ориентированной (текстура) кристаллической фазы, позволяет на порядки повысить износостойкость элементов электронной техники (устройств термопечати) по сравнению с другими защитными материалами, включая имеющими большую твердость.

4. Детальное изучение процессов изнашивания технологического инструмента позволяет обоснованно проводить выбор составов разрабатываемых покрытий и методов упрочнения. С использованием различных механизмов упрочнения и материала покрытий получены термически устойчивые, износостойкие покрытия ZrN, TiZrN,

TiBSiN, позволяющие в сложных технологических условиях обрабатывать такие сложные материалы, как нержавеющие стали и жаропрочные сплавы.

Практическая ценность работы

1. Экспериментальные результаты по исследованию влияния параметров формирования тонкопленочных покрытий и конструкционных особенностей оборудования на процессы наноструктурирования ( влияющие на относительное содержание и строение кристаллической и ренгеноаморфных фаз в формируемых покрытиях) позволившие разработать высокоэффективные технологические процессы.

2. Разработана и изготовлена трехкамерная установка магнетронного распыления со шлюзовой загрузкой, позволяющая получать в одном цикле многослойные покрытия. С целью получения тонкопленочных покрытий на основе A1N в Ar+N2 газовой смеси модернизирована промышленная установка магнетронного распыления КАТОД-1М с использованием специально разработанных планарных магнетронов.

3. Проведена модернизация конструкции вакуумной установки, укомплектованной тремя технологическими источниками (автономный источник ионов, дуговой источник и магнетрон на постоянном токе) с целью получения наноструктурирован-ных тонкопленочных покрытий, в частности, на основе TiBSiN.

4. Использование тонкопленочных покрытий на основе A1N в составе многослойных структур в качестве термозащитных систем устройств электронной техники (устройств термопечати) позволяет значительно повысить от нескольких до 100 раз ресурс работы указанных устройств.

5. Защитные тонкопленочные покрытия на основе поли кристаллического текстур ированного по <0001> A1N с толщиной наносимого слоя, соответствующей рабочей длине волны оптического датчика, позволяют в несколько раз снизить воздействие истирающих нагрузок для элементов указанных устройств.

6. Применение многослойных тонкопленочных покрытий на основе элементов III и IV групп Периодической системы, получаемых в условиях ионно-плазменных процессов, позволяет повысить износостойкость технологического инструмента из быстрорежущих сталей и твердых сплавов на 30-40%, а для некоторых видов инструмента и условий эксплуатации до нескольких раз.

7. Разработанные технологические процессы упрочнения сверл, фрез и ножовочных полотен из быстрорежущей стали Р6М5 тонкопленочными покрытиями сложного состава, при этом, производственные испытания показали повышение эксплуатационных свойств в среднем в 2-3 раза. Выбор, на основании комплексных исследований состава и технологии осаждения функциональных покрытий, позволяет использовать технологический инструмент для обработки изделий из различных материалов, используемых в электронной технике и в машиностроении.

Представленные в диссертации исследования выполнены по планам научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ ОАО ЦНИТИ "Техномаш" в соответствии с Федеральной целевой программой "Национальная технологическая база" на 2002-2006 годы по теме: ОКР "ФОТОН-А" "Разработка технологий промышленного производства поликристаллических алмазных пленок и создание на их основе многослойных и 3-х мерных структур для устройств связи, отображения и обработки информации", а также по договору на создание научно-технической продукции "НАНОСЛОИ" "Разработка оптимальной технологии упрочнения инструмента и деталей, используемых в технологическом машиностроении".

Апробация работы

Результаты работы докладывались и обсуждались на Отраслевых научно-технических семинарах ОАО ЦНИТИ "Техномаш" "Перспективы применения новых материалов в электронной технике" (Москва, 2000-2002); Научном семинаре МГТУ им. Н.Э.Баумана "Нанотехнология, нанотехника и микромеханика" (Москва, 2001); Школе-семинаре "Материалы, оборудование и технологии наноэлектроники и мик-рофотоники" (Улан-Удэ, 2003); I Межрегиональном семинаре "Нанотехнологии и фотонные кристаллы" (Йошкар-Ола, 2003); IX-X Международных научно-технических конференциях "Высокие технологии в промышленности России (материалы и устройства функциональной электроники и микрофотоники)" (Москва, 2003, 2004); Всероссийской научно-технической конференции "Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта" (Екатеринбург, 2003); II Межрегиональном семинаре "Нанотехнологии и фотонные кристаллы" (Калуга, 2004); Всероссийской научно-практической конференции "Технологическое обеспечение качества машин и приборов" (Пенза, 2004); Региональной научно-практической конференции "Высокие технологии в промышленности России и методические особенности преподавания в техническом вузе" (Березники, 2004).

Публикации

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 21 статьях в отечественных изданиях, а также в материалах всероссийских и международных конференций и симпозиумов. Результаты диссертационной работы отмечены Дипломом Международной конференции "Высокие технологии в промышленности России" (Москва, 2004) за разработку технологических основ получения термозащитных покрытий на основе нитрида алюминия.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 240 наименований и приложений. Приложения включают шесть актов использования результатов диссертационной работы ,а также внедрения оборудования и технологии для получения упрочняющих и термозащитных тонкопленочных покрытий с контролируемой структурой при производстве изделий электронной техники и инструмента в технологическом машиностроении, четыре протокола испытаний разработанных покрытий и два комплекта технологической документации получения упрочняющих и защитных покрытий при создании устройств электронной техники, а также инструмента различного назначения. Работа содержит 156 страниц основного текста, включающих 28 таблиц и 84 рисунка.

Основные результаты работы

1. Разработана и изготовлена трехкамерная установка магнетронного распыления со шлюзовой загрузкой, позволяющая получать в одном цикле многослойные покрытия. С целью получения тонкопленочных покрытий на основе A1N в Ar+N2 газовой смеси модернизирована промышленная установка магнетронного распыления КАТОД- 1М с использованием специально разработанных планарных магнетронов. Проведена модернизация конструкции вакуумной установки, укомплектованной тремя технологическими источниками (автономный источник ионов, дуговой источник и магнетрон на постоянном токе) для получения наноструктурированных покрытий на основе TiBSiN.

2. По экспериментальным данным, впервые установлено, что формирование тонкопленочных покрытий в условиях ионно-плазменных процессов может быть охарактеризовано как происходящее при потере морфологической устойчивости плоских поверхностей роста. Защитные тонкопленочные покрытия на основе нитридов можно получать структурно совершенные и хорошо текстурированные (столбчатая аксиальность) на подложках из использованных в работе материалов, при этом, взаимодействие ионов азота и металлов, образующихся в плазме, происходит в адсорбированном слое.

3. Распыление много фазных мишеней сложного состава происходит в условиях, когда образование равновесных твердых растворов не имеет места, что обусловлено наличием различных механизмов формирования пленкообразующих частиц; последнее приводит к неоднозначной зависимости между расчетным (по составу мишени) и экспериментально наблюдаемым фазовым составом покрытия. Впервые показано, что в условиях воздействия пучков распыленных ионов наблюдается аокальное плавление с перекристаллизацией вещества мишени и с изменением его фазового состава.

4. Защитные тон ко пленочные покрытия на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы характеризуются наличием рентгеноаморфных и частично текстурированных кристаллических фаз, соотношение которых зависит от условий формирования. Условия формирования покрытий на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы при ионно-плазменных процессах определяют величину адгезии и сплошности получаемого покрытия, при этом, наилучшие результаты, по эксплуатационным характеристикам, имеют место для наноструктурированных (с частичным сохранением когерентности) тонкопленочных систем. Экспериментальные данные показывают, что многослойные покрытия с необходимыми функциональными свойствами формируются в определенном интервале технологических параметров, причем значительную роль, наряду с фазовым составом мишени, играют температура и скорость осаждения покрытия, содержание азота в газовой смеси.

5. Упрочняющие тонкопленочные покрытия на основе ZrN, TiZrN, TiBSiN, формирующиеся в условиях ионно-плазменных процессов, как правило, неравномерно распределены по поверхности подложек, лишь многослойные тонкопленочные покрытия при многократном повторении цикла осаждения позволяют получать необходимые эксплуатационные характеристики. Наноструктурированные тонкопленочные покрытия на основе TiBSiN, характеризующиеся малым размером кристаллитов, формируются в условиях предварительной ионно-лучевой обработки с последующим магнетронным распылением.

Применение многослойных тонкопленочных покрытий на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы, получаемых в условиях ионно-плазменных процессов, приводит к повышению износостойкости технологического инструмента из быстрорежущих сталей и твердых сплавов гарантированно на 30-40%, а для некоторых видов инструмента и условиях эксплуатации до нескольких раз, что позволило рекомендовать применение разработанных техпроцессов на некоторых предприятиях технологического машиностроения.

6. Детальное изучение процессов изнашивания технологического инструмента позволяет обоснованно проводить выбор составов вновь разрабатываемых покрытий и методов упрочнения. С использованием различных механизмов упрочнения материала покрытий получены покрытия ZrN, TiZrN, TiBSiN (с повышенной термической устойчивостью и износостойкостью), позволяющие обрабатывать такие сложные материалы, как нержавеющие стали и жаропрочные сплавы. Разработанные технологические процессы упрочнения сверл и фрез из быстрорежущей стали Р6М5 покрытиями сложного состава в результате производственных испытаний, показали повышение эксплуатационных свойств в среднем в 2-2,5 раза. Выбор (на основании комплексных исследований) состава и технологии осаждения функциональных покрытий, позволяет применять технологический инструмент для обработки изделий из различных материалов, используемых в электронной технике.

7. С целью обеспечения комплекса необходимых свойств устройств термопечати (направленность теплоотвода, износостойкость, электросопротивление, защита от окисления и других) необходимо получать многослойное покрытие, содержащее не только слои различных материалов, но и одного материала различного строения. Формирование пленочных покрытий A1N, содержащих заданное количество рентгеноаморфной и ориентированной (текстура) кристаллической фазы, позволяет на порядки повысит износостойкость элементов электронной техники по сравнению с различными защитными материалами, включая имеющими большую твердость. Защитные тонкопленочные покрытия на основе поликристаллического текстурированного по <0001> A1N с толщиной наносимого слоя, соответствующей рабочей длине волны оптического датчика, позволяют в несколько раз снизить воздействие истирающих нагрузок для элементов указанных устройств. Разработанные технологические процессы могут быть рекомендованы для использования тонкопленочных покрытий на основе A1N в качестве термозащитных для изделий электронной техники (устройств термопечати, измерительные датчики).

Благодарности

Автор считает приятным долгом выразить благодарность и искреннюю признательность научным руководителям, профессору В.Д. Житковскому и к.т.н., доценту A.JI. Каменевой за постоянное внимание, творческое участие и поддержку настоящей работы; коллегам, совместно с которыми были получены экспериментальные результаты, нашедшие отражение в диссертации, заведующему лабораторией технологии наноструктур, д.ф-м.н., профессору М.И. Самойловичу; старшим научным сотрудникам той же лаборатории к.г-м.н. С.М. Клещевой и М.Ю. Цвет-кову; старшему научному сотруднику лаборатории ионно-илазменной технологии и вакуумных процессов, к.т.н.,. П.В. Пащенко; руководителю научно центра прогрессивных технологий, к.т.н.,. Е.П. Гребенникову; (все ОАО Центральный научно-исследовательский технологический институт "Техномаш", Москва).

Автор выражает признательность за помощь при выполнении исследований и полезные рекомендации при выполнении и обсуждении отдельных экспериментальных результатов: старшему научному сотруднику лаборатории материаловедения, к.т.н. В.Г. Балакиреву (Всероссийский институт синтеза минерального сырья, Александров); заместителю директора по научной работе, д.т.н., профессору С.Б. Нестерову (ФГУП Научно-исследовательский институт вакуумной техники им. С.А. Векшинского, Москва); зав.кафедрой МВТУ им.Э.К.Баумана ,прфессору Ю.В.Панфилову, ученому секретарю института, к.т.н. Э.А. Сахно (ОАО Центральный научно-исследовательский технологический институт "Техномаш", Москва);; ведущему научному сотруднику отдела микроэлектроники, д.ф-м.н. Н.В. Суетину и ведущему программисту того же отдела А.А. Бляблину (Научно-исследовательский институт ядерной физики МГУ, Москва); аспиранту К.Ю. Петухову (Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)) и с.н.с. О.С. Зиловой (Московский энергетический институт (технический университет)).

Автор также выражает признательность сотрудникам технологического подразделений и руководству ОАО Центральный научно-исследовательский технологический институт "Техномаш" (Москва), где автор был соискателем, и выполнялась работа, за плодотворное сотрудничество.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Внедрение результатов работы

Материалы диссертационной работы и полученные результаты использованы в следующих организациях:

1. В ООО "Высокие Технологии" НИИЯФМГУ (Москва) смонтирована и использована установка для формирования методом магнетронного распыления упрочняющих и защитных покрытий и многослойных структур на их основе.

2. В ОАО ЦНИТИ "Техномаш" (Москва) в специальном варианте макетных образцов опытно-промышленных установок использованы разработанные узлы оборудования для формирования методом магнетронного распыления упрочняющих, защитных, термозащитных покрытий и многослойных структур на их основе.

3. В "НПП Поиск" (Йошкар-Ола) технология получения упорядоченных упрочняющих покрытий внедрена оборудование и в выпускаемой продукции. Экономический эффект внедрения за период 2003-2004 гг. составил около 60 тыс. руб.

4. На ЗАО "Березниковский механический завод" технологии осаждения защитных покрытий внедрены в технологический процесс улучшения эксплуатационных характеристик технологического инструмента из быстрорежущих сталей

5. В ОАО "Азот" технологии осаждения защитных покрытий внедрены в технологический процесс улучшения эксплуатационных характеристик технологического инструмента из быстрорежущих сталей (сверла, фрезы)

6. В ТК ООО «Атлант Дельта» (Группа Сибирский алюминий) технология внедрена в производство технологического инструмента при изготовлении изделий, используемых в автопромышленности.

Перечисленное подтверждено актами внедрения и использования результатов диссертационной работы, приведенными в приложении, где также представлены комплекты документации на разработанные технологические процессы:

1) "Формирование функциональных покрытий на основе ZrN, TiZrN электродуговым методом".

2) "Формирование функционального покрытия на основе TiBSiN методом магнетронного распыления".

1. Позняк Л.А. Инструментальные стали. Киев: Наукова думка. 1996. 483 с.

2. Костиков В.И., Шестерин Ю.А. Плазменные покрытия. М.: Металлургия. 1978. 159 с.

3. Коган Я.Д. Перспективы развития технологий поверхностного упрочнения материалов деталей машин и инструмента // МиТОМ. 1993. №6. С.5-9.

4. Шемегон В.И. Поверхностное упрочнение спиральных сверл // МиТОМ. 1998. №6. С.23-29.

5. Зотов Г.А., Памфилов Е.А. Повышение стойкости дереворежущего инструмента. М.: Экология. 1991. 300 с.

6. Дымова Э.Н. Режущие инструменты и инструментальные материалы // Итоги науки и техники. Серия «Резание металлов. Станки и инструмент». 1979. Т.5. С.254-305.

7. Жилис В.И., Юренайте А.В. Эксплуатация быстрорежущих спиральных сверл в промышленности за последние 20 лет // Станкостроение Литвы. Сб. статей по на-учн. техн. и произв. вопросам. Вильнюс: Маклас. 1980. Т.2. С.94-102.

8. Шемегон В.И. Работоспособность спиральных сверл с электроискровыми покрытиями // Технология судостроения. 1991. №4. С.26-28.

9. Шемегон В.И. Влияние электроискровых покрытий на режущие свойства спиральных сверл // Электронная обработка материалов. 1990. №3. С.85-87.

10. Дмитриев М.А. Быстрорежущая сталь как основной материал для металлорежущего инструмента // Отчет о НИР (заключ.). Всесоюзный научно-технический информационный центр. М. 1981. 71 с.

11. Верещака А.С., Третьяков И.П. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями. М.: Машиностроение. 1986. 192 с.

12. Внуков Ю.Н., Марков А.А. Нанесение износостойких покрытий на режущий инструмент. Киев: Тсхнжа, 1992. 134 с.

13. Иванов А.И., Трахтенберг Б.Ф. // Заводская лаборатория. 1968. 34. №6. С.738-739.

14. Забежинский А.Я., Раузина Е.Я. Стали для штампов и пресс-форм и их термообработка// Материалы семинара М.: МДНТП. 1975. С.97-103.

15. Тишаев С.И., Позняк Л.А. Производство и исследование сталей и сплавов. М.: Металлургия. 1968. С.130-133.

16. Лозинский М.Г., Хазанов И.О. // Известия вузов: Черная металлургия. 1968. №6. С.138-142.

17. Тишаев С.И., Позняк Л.А. Инструментальные и подшипниковые стали // М.: Металлургия. 1975. С.56-62.

18. Тишаев С.И., Позняк Л.А. Металловедение и термическая обработка металлов//МиТОМ. 1974. №9. С. 16-19.

19. ЦунА.М., Гун Г.С., Кривощапов В.В. Упрочняющие и восстанавливающие покрытия. Челябинск: Металлургия. 1991. 160 с.

20. Земский С.В. и др. Влияние ТМО на диффузию углерода в аустените стали Р6М5 // МиТОМ. 1975. №7. С.58-60.

21. Локшин Л.Ф. Новое в технологии ТМО быстрорежущих сталей // МиТОМ. 1973. №9. С.31-33.

22. Купалова И.К. Структура и свойства стали Р6М5 после ТМС // МиТОМ. 1980. №3. С.23-25.

23. Карпов Л.П. Термомеханическая обработка расточных резцов // МиТОМ.1966. №4. С.69-72.

24. Гуляев Л.П. Структура и свойства стали после термомеханической обработки. М.: Машиностроение. 1972. 362 с.

25. Ванин B.C., Ермакова B.PI. и др. Устранение обезуглероживания стали неизотермическим цианированием // МиТОМ. 1976. №11. С.37-40.

26. Сергейчев И.М., Печковский A.M. Термическая обработка режущего и измерительного инструмента. М.: Машиностроение. 1967. 196 с.

27. Минкевич А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. М.: Машиностроение. 1965. 491 с.

28. Демьяновский К.И. Износостойкость инструмента для фрезерования древесины. М.: Лесная промышленность. 1968. 128 с.

29. Шумлин З.К. Спеченные материалы. М.: Машиностроение. 1979. 374 с.

30. Доброхотов Н.Я. Новое в порошковой металлургии. М.: Машиностроение. 1979.215 с.

31. Блантер М.Е. Металловедение и термическая обработка. М.: Машгиз. 1963. 416 с.

32. Блантер М.Е. Теория термической обработки. М.: Металлургия. 1984. 328 с.

33. Дмитриев М.А. Разработка технологии упрочнения инструмента путем нанесения износостойких покрытий // Отчет о НИР (заключ.). Всесоюзный научно-технический информационный центр. М. 1985. 130 с.

34. Брохин И.С., ЭйхмансЭ.Ф., БерманН.В. Режущие свойства неперетачивае-мых пластин твердых сплавов с термодиффузнонными износостойкими покрытиями из карбида титана//Твердые сплавы. М.: Металлургия. 1976. Вып.16. С. 17-24.

35. Брохин И.С., Эйхманс Э.Ф., Берман Н.В. Режущие свойства неперетачивае-мых пластин твердых сплавов с термодиффузионными износостойкими покрытиями из карбида титана // Твердые сплавы. М.: Металлургия. 1976. С.17-24.

36. Аникин В.Н., Аникеев А.И., Золотарева Н.Н. Технологические особенности нанесения покрытий из карбида титана на твердые сплавы // Прогрессивные технологические процессы в инструментальном производстве. М.: НТО Машпром. 1979. С.263-266.

37. Аникеев А.И. Повышение эффективности режущего твердосплавного инструмента нанесением износостойких покрытий // Проблемы производства и применения твердых сплавов. М.: НТО "Цветная металлургия". 1977. С. 15-17.

38. Аникеев А.И., Аникин В.Н., Торопченов B.C. Пути повышения работоспособности инструмента за счет нанесения износостойких покрытий // Современный твердосплавный инструмент и рациональное его использование. Л.: ЛДНТП. 1980. С.40-44.

39. Самсонов Г.В., ЭиикА.П. Тугоплавкие покрытия. М.: Металлургия. 1973. 397 с.

40. Платонов Г.Л., Аникин В.Н., Аникеев А.И. Изучение роста износостойких слоев из карбида титана на твердых сплавах // Порошковая металлургия. 1980. №8. С.48-52.

41. Корнилов А.А. Титан. М.: Наука. 1975. 205 с.

42. Минкевич А.Н., Захаров В.В. Получение карбидных покрытий методов

43. КВТКА // МиТОМ. 1979. №6. С.36-40.

44. Линник В.А., Пекшев П.Ю. Современная техника газотермического нанесения покрытий: Учеб. пособие для СПТУ. М.: Машиностроение. 1985. 128 с.

45. Roger N., Jonson G.Z. Sheldon. Advances in the electrospark deposition coating process. //1. Vac. Sci. And Technol. 1986. A.4. №6. P.2740-2766.

46. Forant Paunt R. Vacuum metalizing // "Metall Finish". 1987. №1. A. P.359-369.

47. Bunshah R.F., Deshpandey G.V. Plasma assisted physical vapor deposition processes: A review. //1. Vac. Sci. and Technol. 1985. A3. Pt.l P.553-560.

48. Борвинок B.A., Богданович В.И., Митин Б.С. Закономерности формирования покрытий в вакууме // Физ. и хим. обраб. материалов. 1986. №5. С.92-97.

49. Данилин Б.С., Сырчин В.К. Вакуумные износостойкие покрытия. М.: Радио и связь. 1982. 46 с.

50. Nogele J., Kaufman Н. Utensik. 1984. 6. № 9. Р.99-100.

51. Жилис В.И. Испытания быстрорежущих сверл, покрытых нитридом титана// СТИН. 1984. №5. С.ЗЗ.

52. Аскаков А.Г., Брежко Л.С. Эффективность эксплуатации установки "Булат ЗТ" в заводских условиях // СТИН. 1981. №1. С.21-22.

53. Прудников Ю.П., Табаков В.П. Повышение износостойкости спиральных сверл // СТИН. 1987. №1. С. 19-20.

54. Косорог С.П., Федотов Н.А. Повышение стойкости инструмента методом КИБ // Химическое и нефтяное машиностроение. 1986. №7. С.32-33.

55. ЯнгЧ.Т., Ри С.К. Повышение долговечности сверл с помощью покрытий из нитрида титана // Трение и износ. 1986. Т.7. №1. С.36-41.

56. Чкалова О.Н., БабенкоО.А. Исследование влияния износостойкости покрытий на эксплуатационные свойства спиральных сверл. Деп. в УкрНИИНТИ 04.01.88. №11-Ук 88.

57. Мацевитый В.М., Берестнев В.М. О влиянии нитридо-титановых покрытий на локализацию температурного поля при трении // Трение и износ. 1986. Т.2. №6. С.1118-1120.

58. Leistungssteugerung von Werkzeugen aus Hochleistungsch-nellarbeitsstahl durc-Titaniumnitred-Bedeckung Ritter Henming. Sor Ration. Elektrotechn. Electron. 1987. Bd.l6.№9. S.203-208.

59. Wright P.K. Correlation of Tool wear Mechanisme with Sliphine Fields for Cutting // J.Proceedings of Int. Conf. of wear an Materials San-Fransisco. 1981. P.482-488.

60. Naerheim Y., Trent E.M. Diffusion wear of Cemented Tools when Cutting Steel at High Speeds // Metals Technology. 1977. №12. P.548-556.

61. Мацевитый B.M., Полянин Б.А. Изучение и износостойкости двухслойных вакуумно-плазменных покрытий // Электронная обработка материалов. 1983. №3. С.29-33.

62. Beschichtung fur spiralbohrer besteht aus titancarbonnitrid. Maschinenmarkt. 1972.98. №37. S.93.

63. Bunshah R.F., Deshpander S.V. // Proc. Of the Ilth Intern. Plansee seminar. Vien. 1985. V.2. P.931-948.

64. Заявка 59-178122 Япония, МКИ3 В 21 С 25/00. Способ повышения износостойкости штампов для выдавливания. Сумитомо Дэнки Коге К.Р. Опубл. 09.10.84. Реф. в: РЖМ/ВИНИТИ.

65. Заявка 62-42995 Япония. МКИ4 В 21 С 25/00. Способ получения быстрорежущей стали с покрытием. Сумитомо Дэнки Коге К.Р. Опубл. 10.09.87. Реф. в:1. РЖМ/ВИНИТИ.

66. Пат. 5035181 США. МКИ5 В 23 В 5/04 С32 С28/04. Режущая пластина с износостойким покрытием D.T.Quinto, N.J.Kaufman. Опубл. 24.12.91. Реф. в: РЖМ/ВИНИТИ.

67. Arai Т., Fugita П., Oguri К. // Thin Tilms. 1988. V. 165. №1. P. 139-148.

68. Stapen M., Van Kerkhors M., Quaeyhaegens C., Stals L. // Eur.J.Vech.Eng. 1993. V.38. №1. P. 17-22.

69. Харламов Ю.А. Состояние и современные тенденции развития детонацион-но-газового метода нанесения покрытий // Защитные покрытия на металле. Киев: 1986. №20. С. 17-20.

70. Анциферов В.Н., Бобров Г.В., Дружинин JI.K. Порошковая металлургия и напыленные покрытия: Учебник для вузов. М.: Металлургия. 1987. 729 с.

71. Кулик А.Я., Борисов Ю.С., МнухинА.С. Газометрическое напыление композиционных порошков. JI.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние. 1985. 191 с.

72. Бартенев С.С., Федько Ю.П., Григоров А.И. Детонационные покрытия в машиностроении. J1.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние. 1982. 215 с.

73. Дидык Р.П., Верховский С.Н., Холкин П.Я. Упрочнение пластинок твердого сплава ударными волнами // Надежность режущего инструмента. Киев. Донецк: 1975. Вып.2. С.105-107.

74. Герасимов А.П., Быховский Д.Г., Медведев А.Я. Плазменная технология: Опыт разработки и внедрения. Л.: Лениздат. 1980. 152 с.

75. Барвинок В.А. Управление напряженным состоянием и свойства плазменных покрытий. М.: Машиностроение. 1990. 384 с.

76. ХасуйА., Моригаки О. Наплавка и напыление. М.: Машиностроение. 1985. 240 с.

77. Борисов Ю.С., Борисова А.Л. Плазменные порошковые покрытия. Киев: Техника. 1986. 223 с.

78. Gerlobb Gerhard, Sttofers Ganter. Oberflachenbeschitund Lurch Thermischen Spritzen // Schienenfahrzeuge. 1985. 29. №2. S.83-84.

79. Анциферов В.П., Бобров Г.В. Порошковая металлургия и напыленные покрытия: Учебник для Втузов. М.: Металлургия. 1987. 729 с.

80. Кулик А.Я., Борисов B.C. Газометрическое напыление композиционных порошков. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние. 1985. 1991 с.

81. Дорожкин Н.Н., Абрамович Т.М. Импульсные методы нанесения порошковых покрытий. Минск: Наука и техника. 1985. 279 с.

82. Григорьянц А.Н., Сафонов А.Н. Основы лазерного термоупрочнения сплавов. М.: Высшая школа. 1988. 386 с.

83. Рыкалин Н.Н., Углов А.А., Зуев И.В., Кокора А.Н. Лазерная и электроннолучевая обработка материалов. Справочник. М.: Машиностроение. 1985. 496 с.

84. Пукалене А. Применение лазерного термоупрочнения режущего инструмента при помощи установки «Квант-15» // Информ. листок. Лат. НИИНТИ. 1987. №10.

85. Памфилов Е.А., Северин В.Д. Лазерная обработка в строительном и дорожном машиностроении. М.: ЦНИИТЭстроймаш. 1984. 32 с.

86. Коваленко B.C., Головко Л.Ф., Меркулов Г.В., СтрижакА.И. Упрочнение деталей лучом лазера. Киев: Техника. 1981. 131 с.

87. Watanabe Т. // J.Metal. Finish. Soc. Jap. 1987. V.38. № 6. P.210-216.

88. Борисов Ю.С., Харланов Ю.А., Сидоренко C.A., Ардатовская Е.П. Газотермические покрытия из порошковых материалов. Справочник. Киев: Наукова думка. 1987. 347 с.

89. Голубец В.М., Лукина Г.М., Швец В.В. // Физ. хим. механика материалов. 1992. №6. С.56-60.

90. Голубец В.М., Швец В.В., Лукина Г.М. // Физ. хим. механика материалов. 1991. №4. С.60-66.

91. Соснин Н.А., Тополянский П.А. Плазменные покрытия. Технология и оборудование. Санкт-Петербург. 1992. 25 с.

92. Семенов А.Г. Схватывание металлов. М.: Машгиз. 1958. 256 с.

93. Табаков В.П., ЕзерекийВ.И. Повышение работоспособности режущего инструмента путем направленного изменения состава износостойкого покрытия // Вестник машиностроения. 1989. №9. С.43-46.

94. Минкевич А.П., Серебренникова B.C. Покрытия из карбида ниобия на сталях и металлокерамических твердых сплавах. Сер. МиТОМ. Минск: Металлургия. Вып. 4. 1973. 14 с.

95. Соколов В.И. Упрочнение режущего инструмента ионно-плазменным методом: 05.16.06: Автореф. дис. канд. техн. наук. Волгоградский политехнический институт. Волгоград. 1972. 20 с.

96. Kieffer Е. ot al., Powder Metallurgy International. 1973. 4. P. 188.

97. Ковальчук Н.Г., Шаповалов В.П. Применение титаноазотированиых покрытий для повышения стойкости твердосплавного инструмента // В сб. Защитные покрытия на металлах. Киев: Наукова думка. 1976. Вып. 10. С. 107.

98. Хомяк Б.С. Износостойкость кузнечно-прессового инструмента и штампов и методы ее исследования. М.: НИИМаш. 1974. 98 с.

99. Технология тонких пленок: Справочник. Под ред. Л.Майссела и А.Гленга. М.: Советское радио. 1977. 687 с.

100. Мовчан Б.А., Малашенко И.С. Жаростойкие покрытия, осажденные в вакууме. Киев: Наукова думка. 1983. 232 с.

101. Получение покрытий сложного состава методами электродугового и магнетронного распыления в вакууме. Обзор Андронова Т.М., ВовсиА.И. и др. Рига: ЛатНИИНТИ. 1985. 39 с.

102. Мовчан Б.А., Малашенко И.С. Структура и свойства конденсированных защитных покрытий, полученных электронно-лучевым испарением // Проблемы специальной металлургии. 1978. №7. С.57-66.

103. Blanchi К.М. Elect, on beam PVD corrosion resistant coating for extended life of gas turbine parts // Ind. Heat. 1990. V.47. №6. P.24-25,27.

104. Технология, оборудование, организация и экономика машиностроительного производства // Серия «Режущие материалы» (зарубежный опыт). М.: 1987. Вып.4. С.5-11.

105. Vogel J. PVD-Schichten fur den Verschleibschutz von Werkzeugen // VDI-Z.1985. Bd.127. №17. S.691 -696.

106. Андронова T.M., ВовсиА.И. Получение покрытий сложного состава методами электродугового и магнетронного распыления в вакууме. Обзор. Рига: Лат-НИИНТИ. 1985. 39 с.

107. Верхотуров А.Д., МухаН.Н. Технология электроискрового легирования металлических поверхностей. Киев: Техника. 1982. 181 с.

108. Памфилов Е.А., Северин В.Д. Возможности и перспективы использования электроискрового упрочнения деталей строительных и дорожных машин. М.: ЦНИИТЭстроймаш. 1984. Вып.2. 32 с.

109. Самсонов Г.В., Верхотуров А.Д. Электроискровое легирование металлических поверхностей. Киев: Наукова думка. 1976. 219 с.

110. Фетисов Г.П., Карпман М.Г. Материаловедение и технология металлов: Учеб. для студентов М34 машиностроит. спец. вузов. М.: Высш. шк. 2000. 638 с.

111. Нотт Д.Ф. Основы механики разрушения. М.: Металлургия. 1978. 256 с.

112. Красовская В.Г., Юрченко В.Н. Основные направления повышения стойкости ножей // Станки и инструменты деревообрабатывающих производств: Межвуз. сб. научн. тр. Л. 1987. С.40-43.

113. Джеломанова Л.М. Прогрессивные методы нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент. Обзор. НИИМаш. 1979. 46 с.

114. Elliott T.L. Surface hardening. Tribol Int. 1978. V.l 1. №2. P.121-125.

115. Калмыков Б.Г., Прокошкин Д.А. Исследование износостойкости быстрорежущей стали после карбонитрации // В сб.: Химическая обработка металлов и сплавов. Минск: БелНИИНТИ. 1977. С. 196-197.

116. Юдицкий А.И., Дорофеева А.Н. Повышение стойкости металлорежущего инструмента из быстрорежущей стали // Технология и организация производства. 1976. №9. С.38-39.

117. Тарасов А.Н. Вакуумное нитрооксидирование часовых сверл и фрез из быстрорежущей стали // СТИН. 1996. № 3. С.27-28.

118. Белый А.В., Малышев В.Ф. Структура и износостойкость ионно-легированной стали Р6М5 // Трение и износ. Т.9. №4. 1988. С.665-670.

119. Баранов Н.Г., Заболотный Л.В. Исследование физико-химических явлений, возникающих при трении порошкового железа по керамике // Трение и износ. Т.П. №1. 1990. С.112-115.

120. Семенов А.Г. Схватывание металлов. М.: Машгиз. 1958. 256 с.

121. Разработка технологии нанесения покрытия методом воздушно-плазменного напыления и методика испытания свойств покрытий // Отчет о НИР. Всесоюзный научно-технический информационный центр. М. 1986. 63 с.

122. Хасуй А., Моригаки О, Наплавка и напыление. М.: Машиностроение. 1985. 240 с.

123. Борисов Ю.С., Борисова А.Л. Плазменные порошковые покрытия. Киев: Техника. 1986. 223 с.

124. Gerlobb Gerhard, Stoffers Ganter. Oberflachenbeschitund Lurch Thermichen Spritzen // Schienenfahrzeuge. 1985. 29. №2. S.83-84.

125. Анциферов В.Н., Бобров Г.В. Порошковая металлургия и наныленные покрытия. М.: Металлургия. Учебник для вузов. 1987. 729 с.

126. Кулик А.Я., Борисов Ю.С. Газотермическое напыление композиционных порошков. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние. 1985. 191 с.

127. Дорожкин Н.Н., Абрамович Т.М. Импульсные методы нанесения порошковых покрытий. Минск: Наука и техника. 1985. 279 с.

128. Самотугин С.С., Нестеров О.О. Оптимизация режимов плазменной обработки инструмента// Сварочное производство. 1998. №7. С. 12-15.

129. Самотугин С.С., Ковальчук А.В. Упрочнение инструмента из быстрорежущих сталей обработкой плазменной струей // МиТОМ. 1994. №2. С.5-8.

130. Минайчев В.Е. Нанесение пленок в вакууме // Технология полупроводниковых приборов и изделий микроэлектроники. М.: Высш. шк. Кн.6. 1989. 110 с.

131. Соснин Н.А., Тополянский П.А. Плазменные покрытия. Технология и оборудование. Санкт-Петербург. 1992. 25 с.

132. Лебедев В.К., Калеко Д.М. Импульсная дуговая термическая обработка поверхности металлов // МиТОМ. 1998. №6. С.8-10.

133. Крашенинников В.В, ОришичА.М. Исследование технологической возможности изготовления режущего инструмента методом лазерной наплавки // МиТОМ. 1998. №6. С.5-8.

134. Чупрова Т.П., Бернштейн A.M. Лазерная обработка быстрорежущей стали Р6М5 // Заводская лаборатория. 1985. №7. С.21-23.

135. Дубняков В.Н. Роль микроструктуры, полученной лазерной обработкой, в абразивной износостойкости легированных сталей // Трение и износ. 1988. №4. С.653-659.

136. Дымова Э.Н. Режущие инструменты и инструментальные материалы // Итоги науки и техники. Серия «Резание металлов. Станки и инструмент». 1979. Т.5. С.254-305.

137. Жилис В.И., ЮренайтеА.В. Эксплуатация быстрорежущих спиральных сверл в промышленности за последние 20 лет // Станкостроение Литвы. Сб. статей по научн. техн. и произв. вопросам. Вильнюс: Маклас. 1980. Т.2. С.94-102.

138. Шемегон В.И. Работоспособность спиральных сверл с электроискровыми покрытиями // Технология судостроения. 1991. №4. С.26-28.

139. Шемегон В.И. Влияние электроискровых покрытий на режущие свойства спиральных сверл // Электронная обработка материалов. 1990. №3. С.85-87.

140. Белянин А.Ф., Пащенко П.В., Семенов А.П. Устройство высокочастотного магнетронного распыления для выращивания тонких пленок // Приборы и техника эксперимента. М.: Наука. 1991. №> 3. С.220-222.

141. Белянин А.Ф., Пащенко П.В. Конструкции магнетронных распылительных систем (обзор) // Техника средств связи. Серия: ТПО. 1992. Вып. 1,2. С.6-27.

142. Белянин А.Ф. Получение пленок ALN (обзор) // Тонкие пленки в электронике. Материалы 7 Международного симпозиума. Йошкар-Ола: МарГТУ. 1996. С.167-212.

143. Марахтанов М.К. Магнетронные системы ионного распыления. Основы теории и расчета. М.: Издательство МГУ. 1990. 75 с.

144. Пащенко П.В., Бесогонов В.В., Белянин А.Ф., Симеонова И.С. Дросселирующий клапан / Авторское свидетельство № 1702046. 1991.

145. Публикация фирмы BALZERS. Аппаратура для непрерывного измерения толщины пленок. Перевод ГПНТБ. 81/37795. 1981.

146. Инструкция по эксплуатации прибора QSG301. Перевод ГПНТБ. 84/30864. 1984.

147. Кроль Р. Частотомер на интегральной микросхеме // Издательство ДОСААФ СССР. 1977. Вып. 57. С.59-62.

148. Белевский В.П., Кузьмичев А.И., Массалитин Э.Ф. Импульсная ионная обработка и осаждение тонких пленок и покрытий. Киев: Общество "Знание" Украины. 1990.

149. Кузьмичев А.И. Бестрансформаторное и импульсно-модулированное питание магнетронных распылителей от сети переменного тока // Приборы и техника эксперимента. 1997. № 6. С. 121-124.

150. Beier W. Rohren taschen buch. Fachbuchverlag Leipzig. 1957. Band 2.

151. Elphick C. The construction of small planar magnetrons for sputtering // Vacuum. 1981. V.31.№l.P.5-7.

152. Белянин А.Ф., Пащенко П.В. Установка для осаждения тонких пленок материалов, обладающих ВТСП // Техника средств связи. Серия: ТПО. 1990. Вып.5. С.42-49.

153. Белянин А.Ф., Житковский В.Д., Пащенко П.В. Планарные магнетронные распылительные системы в технологии ГИС // Тонкие пленки в электронике. Материалы IV Межрегионального совещания. Улан-Удэ: БИЕН СО РАН. 1993. С.30-42.

154. Самойлович М.И., Белянин А.Ф., Белобров П.И., Семенов А.П., Житковский В.Д., ШулаевВ.М., Каменева АЛ. Материалы, оборудование и технологии наноэлекгроники и микрофотоники. Москва-Улан-Удэ. Материалы школы. 2003. 358 с.

155. Белянин А.Ф., Житковский В.Д., Пащенко П.В. Пленки нитрида алюминия: получение, строение и применение в устройствах электронной техники // Системы и средства связи, телевидения и радиовещания. М.: ЭКОС. 1998. Вып. 1. С.29-37.

156. Белянин А.Ф., Бульенков Н.А., Тер-Маркарян А.А., Бублик В.Т., Сагало-ва Т.Б. Структурные особенности пленок нитрида алюминия, полученных высокочастотным магнетронным распылением // Техника средств связи. М.: ЭКОС. 1983. Серия: ТПО. Вып. 1. С.41-45.

157. Спицын Б.В., Буйлов JI.JI., Белянин А.Ф., Блаут-Блачев А.Н., Стоян В.П. Композитные пленки на основе нитрида алюминия // Труды Украинского вакуумного общества. Харьков: Изд. УВО. 1997. Т. 3. С.245-259.

158. Белянин А.Ф., Пащенко П.В. Конструирование магнетронных распылительных систем, используемых для производства ГИС и устройств функциональной микроэлектроники // Техника средств связи. М.: ЭКОС. 1992. Серия: ТПО. Выи. 1,2. С.28-47.

159. Белянин А.Ф., Зеленчук П.В., Казарьян В.К., Пастощук О.Б., Пащенко П.В. Люминесценция пленок A1N, активированных РЗЭ // Техника средств связи. М.: ЭКОС. 1988. Серия: 1ПО. Выи. 1. С.57-60.

160. Белянин А.Ф., Семенов А.П., Спицын Б.В. Многофункциональное пучко-воплазменное устройство для выращивания и размерной обработки тонких пленок // Приборы и техника эксперимента. М.: Наука. 1995. № 4. С.185-190.

161. Семенов А.П. Техника распыления ионными пучками. Улан-Удэ: БНЦ СО РАН. 1996. 119 с.

162. Quinto D.T. Hard coating technology update // Society of Vacuum Coaters. 42nd Annual Technical Conference Proceeding. 1999. P.345-349.

163. Vetter J. Vacuum arc coating for tools: potential and application // Surf. Coat. Technol. V.76-77. 1995. P.719-724.

164. Буров И.В., Кузнецов В.Г. Современное состояние и перспективы развития технологии вакуумно-дугового нанесения износостойких покрытий // Труды 6-й Международной конференции "ПП-200Г'. Санкт-Петербург. 2001. С.131-136.

165. Табаков В.П., Ширманов II.А. Применение многослойных ионно-плазменных покрытий для упрочнения режущего инструмента на операциях механической обработки // Труды 6-й Международной конференции "ПП-2001". Санкт-Петербург. 2001. С. 185-189.

166. Каменева A.JI. Эксплуатация и ремонт оборудования для нанесения покрытий методом магнетронного напыления // Типовая инструкция И359.082-87. Пермь. 1987. 45 с.

167. Каменева A.JI. Нанесение износостойких покрытий на режущий инструмент из быстрорежущих сталей и твердых сплавов в вакуумных установках типа МИР-2 // Технологическая инструкция И359.077-87. Пермь. 1987. 14 с.

168. Панфилов Ю.В. Электронные технологии и вакуумное технологическое оборудование основа нанотехнологии // Высокие технологии в промышленности России. Материалы XI Международной научно-технической конференции. Москва. 2003. С.124-130.

169. Немцев З.Ф. Молекулярно-кинетическая модель термодинамических работы и теплоты // Высокие технологии в промышленности России. Материалы VIII Международной научно-технической конференции. Москва. 2002. С.308-312.

170. Штанский Д.В., Левашов Е.А., Шевейко ATI. Оптимизация параметров вакуумного реакционного осаждения сверхтвердых TiBSiN покрытий // Электронные, ионные и плазменные технологии: Справочник. Инженерный журнал. 2000. № 1.С. 17-20.

171. Панфилов Ю.В., Беликов А.И. Повышение эксплуатационных свойств тонкопленочных твердосмазочных покрытий // Тонкие пленки в электронике: Материалы IX Международного симпзиума. Плес. 1998. С. 132-140.

172. Белянин Л.Ф. Применение в электронной технике легированных пленок ALN, выращенных ВЧ-магнетронным распылением // Система и средства связи, телевидения и радиовешания. 2002. №.1, 2. С.74-82.

173. Waits R.K. Planar magnetron sputtering // In J.S.Vossen and W.Kern (eds.). Thin FilmProcesses. NY: Academic Press. 1978. P. 131-173.

174. Данилин B.C., Сырчин B.K. Магнетронные распылительные системы. M.: Радио и связь. 1982. 72 с.

175. Каменева A.JI, Ханов A.M., Маточкин В.Ф., Ташкинова JI.A. Структура и свойства покрытий, полученных ионно-плазменным напылением // Вестник ПГТУ. 2000. №3. С.4-9.

176. Технология тонких пленок. Под ред. Л.Майссела и Р.Глэнга. М.: Советское радио. 1977. Т. 1.662 с.

177. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. Под ред. Р.Бериша. М.: Мир. 1986.484 с.

178. ASTM. International Centre for Diffraction Data. 1977.

179. Хансен M., Андерко К. Структуры двойных сплавов. 1962. Т. 1,2. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии.

180. Бабад-Захряпии А.А., Кузнецов Г.Д. Текстурированные высокотемпературные покрытия. М.: Атомиздат. 1980. 176 с.

181. Самойлович М.И., ТалисА.Л. Квазикристаллы с бесконечной точечной группой как симметрийная основа некристаллических алмазоподобных материалов //Доклады Академии наук. 2002. Т.384. №6. С.760-763.

182. КуокТханг Jle Ты, Пиунихин С.А., Садов В.А. Геометрия квазикристаллов //УМН. 1993. Т.48. №1. С.41-102.

183. Дубровин Б.А., Новиков С.П., Фоменко А.Т. Современная геометрия. М.: Наука. 1979. Т. 1.760 с.

184. Конвей Дж., Слоэн Н. Упаковки шаров, решетки и группы. М.: Мир. 1990. Т.1,2. 791 с.

185. Manton N.S. Connections on discrete fiber bundles // Commun. Math. 1987. V.l 13. P.341-351.

186. Sados J.F., Mosseri R. The E8 Lattice and quasicrystals // J. Non-Cryst. Solids. 1993. V.153-154. P.247-252.

187. Дубровин Б.А., Новиков С.П., Фоменко А.Т. Современная геометрия. Методы теории гомологии. М.: Наука. 1984. 344 с.

188. Белянин А.Ф., Бульенков Н.А. Сильнотекстурированные пленки ALN, выращенные методом высокочастотного магнетронного распыления // Техника средств связи. 1987. Серия ТПО. Вып.1. С.35-44.

189. Белянин А.Ф., Бульенков Н.А. Строение и применение тонких пленок ALN, полученных методом магнетронного ВЧ-распыления // Техника средств связи. 1990. Серия: ТПО. Выи. 3. С.4-24.

190. Алиджанов Э.К., Гребенюк В.Ф., Рудаков В.И. Сканирующая электронная микроскопия плазменных покрытий // Сб. докладов 6-й Международной конференции «Вакуумные технологии и оборудование». Харьков. 2003. С. 155-158.

191. Александров Д.В. Формирование многофазных многослойных покрытий // Нанотехнологии и фотонные кристаллы. Материалы I Межрегионального семинара. Йошкар-Ола-Москва. 2003. С. 121-131.

192. Каменева A.JI., Александров Д.В., Белянин А.Ф., Житковский В.Д., Самой-лович М.И. Пленки ALN, ZrN, TiZrN: Технологические особенности формирования // Нанотехнологии и фотонные кристаллы. Материалы II Межрегионального семинара. Калуга. 2004. С.232-249.

193. Каменева АЛ., Александров Д.В., Житковский В.Д., Смагин А.С. Методы повышения стой кости технологического инструмента, используемого при производстве радиоаппаратуры // Системы и средства связи, телевидения и радиовещания. 2003. Вып. 1-2. С.58-61.

194. Гребенюк В.Ф., Рудаков В.И. Плазменные покрытия на деформирующем инструменте // Вакуумные технологии и оборудование. Материалы 6-й Международной конференции. Харьков. 2003. С. 147-150.

195. Хает Л.Г., ГахВ.М., Левин В.И. Упрочнение твердосплавного режущего инструмента поверхностным деформированием: Обзор. М.: «НИИмаш». 1991.

196. Каменева А.Л. Автореферат канд. диссертации. Пермь: ПГТУ. 2002.

197. Белянин А.Ф., КазарьянВ.К. Применение процессов анодирования и ВЧ-магнетронного распыления для формирования тонкопленочных термопечатающих матриц // Приборы и системы управления. М. 1990. № 6. С.33-35.

198. Belyanin A.F., Bouilov L.L., Zhirnov V.V., Kamenev A.I., Kovalskij К.А., Spit-syn B.V. Application of aluminum nitride films for electronic devices // Diamond and Related Materials. ELSEVIER. 1999. V. 8. P.369-372.

199. Анциферов B.II., Бездудный Ф.Ф., Белянчиков Л.Н., БецофенС.Я., Бонда-ренко Г.Г. и др. Всего 41 авт. Новые материалы. М.: МИСИС. 2002. 736 с.

200. Амбранмов II., БорщЕ. Высокотемпературные металлические покрытия и методы повышения их интенсивности // XIX Всероссийское совещание температу-роустойчивым функциональным покрытиям. 2003. С.3-7.

201. Плешивцев Н.В. Катодное распыление. М.: Атомиздат. 1968. 347 с.

202. Чернов А.А. Теория устойчивости гранных форм роста кристаллов // Кристаллография. 1971. Т. 16. Выпуск 4. С.842-863.

203. РоГпбурд А.Л. Особенности развития фазовых превращений в кристаллах // Проблемы современной кристаллографии. М.: Наука. 1975. С.245-369.

204. Белянин А.Ф., Самойлович М.И., Семенов А.П. Пленки алмаза и алмазоио-добных материалов: формирование, строение и применение в электронике // Материалы, оборудование и технологии наноэлектроники и микрофотоники. 2003. Улан-Удэ: БНЦ СО РАН. С.77-180.

205. Самойлович М.И., Белянин А.Ф., Житковский В.Д., Багдасарян А.С. Нано-структурные углеродные материалы в тонкопленочной технологии // Инженерная физика. 2004. № 1.

206. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. М.: Наука. 1964. 567 с.

207. Белянин А.Ф., Самойлович М.И., Талис А.Л. Наноструктурированные алмазные и алмазоподобные углеродные пленки в электронике // Нанотехнологии и фотонные кристаллы. Монографический сборник. Калуга: ОАО ЦНИТИ "Техномаш". 2004. С.3—172.

208. Самойлович М.И., Белянин А.Ф. Алмазные и алмазоподобные углеродные пленки: формирование и строение // Алмазные пленки и пленки родственных материалов. Харьковская научная ассамблея. Харьков: ННЦХФТИ. 2003. С.6-37.

209. Белянин А.Ф., Самойлович М.И., Александров Д.В., Житковский В.Д., Каменева А.Л. Пленочные покрытия на основе A1N для оптических датчиков //. Материалы Международной научно-практической конференции. Часть 3. М.: МГИРЭА(ТУ)-ЦНИИ "Электроника". С.54-56.

210. Общество с ограниченной ответственностью

211. Высокие Технологии High Technologies, Ltd.

212. Россия, Москва, 119899 Воробьевы Горы, МГУ, НИИЯФ тел. (095) 939 49 47, факс (095) 939 09 09гос. регистрации: 10377000668871. ИНН 77291275121. ИСХ. N£5на Nот

213. АКТ О ВНЕДРЕНИИ ТРЕХКАМЕРНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТОДОМ МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ УПРОЧНЯЮЩИХ И ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ И МНОГОСЛОЙНЫХ СТРУКТУР НА ИХ ОСНОВЕ

214. Ведущий научный сотрудник Генеральный директорд ф.-м.н. Н.В. Суе1. А.А. .Ястребов

215. Главный научный сотрудник,0\<Т5\ГП 900^ г1. АКТд.т.н., профессор1. Глотов.В.Г.

216. Старший научный сотрудник лаборатории "Ионно-плазменных технологий и вакуумных процессов", к.т.н., с.н.с.1. Пащенко П.В.'J Ч Я Q

217. ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОР ПРЕДПРИЯТИЯ "поиск", к1. СУШЕНЦОВ Н.И.1 ваковский МЕХАНИЧЕСКИЙ 3 А120Д

218. Транспортная Компания ООО «Атлант Дельта»

219. Москва, ул. Студенческая, д.ЗЗ, к.4. Телефон: ( 095 ) 955-03-95

220. Акт внедрения результатов диссертационной работы Александрова Д.В.«Защитные тонкопленочные покрытия на основе нитридов элементов III и IV групп Периодической системы (получение, свойства и применение)» в производственный процесс

221. Использование разработанной технологии позволило улучшить отдельные параметры выпускаемых изделий.1. Технический директор

222. X Международная научно-техническаяконференция

223. ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИИнаграждается1. Александров Д.В.за разработку технологических основ получения термозащитных покрытий на основе нитрида алюминия

224. Председатель Оргкомитета, профессор1. Белянин А.Ф.1. Москва, 20049.11 сентября- f£71. УТВЕРЖДАЮ"

225. Время и место проведения испытаний:12 апреля 20 апреля 2004 г. ОАО ЦНИТИ "Техномаш".4,5 Методика испытаний и применяемая аппаратура: Микротвердости: метод Виккерса микротвердомер ПМТ-3 Сплошности:

226. Образец №5 микропоры отсутствуют, 1491 кг/мм2 (толщина 5,8 мкм)б) сплошность и микротвердость наноструктурированных пленок A1N (степень кристалличности 20-30 об.%):

227. ЗАО "Березниковский механический завод", ИНН 5911040448 618404, Пермская область, г. Березники, пос. Нартовка10000570000517 в Березниковском филиале "Банка Москвы", г. Березники К/с № 30101810100000000858, БИК 045766858 Тел./факс (34242) 7-42-25

228. ОКПО 00203795 ОКОНХ 13111 ИНН 5911029525от №на № от1. ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ

229. ОКПО 00203795 ОКОНХ 13111 ИНН 5911029525от №0203795 2843на № от1. Протокол испытания

230. В сентябре 2004 г. на РП «Азотхимремонт» ОАО «Азот» были проведены испытания стойкости металлургического инструмента -фрез с многокомпонентными покрытиями на вертикально-фрезерном станке мод. 6Р13.

231. Нанесение износостойкого многокомпонентного покрытия производилось в МГТУ им. Н.Э.Баумана и техническом университете МИС ИС.1. Результаты испытания:

232. Пальчиковой фрезой ф 20 обрабатывалась пластина из мат. 12Х18Н10Т b 20 мм при 200 ч- 250 об/мин. Поверхность детали после обработки чистая. Нет налипания стружки.

233. РезультатыЧиспытаний концевой фрезы ф 22 с износостойким покрытием-анало^ичны результатам испытаний с фрезой ф 20.1. В Ъ?) —^з1м\ДиректораЛ&Р — /Теселкин В. А./

234. Ст.мастер ОЗП \2/'иЩ /Трофимова Л.А./2 «i я с с СX