Вплив тиску інертного газу на внутрішні напруження в алмазопідобному покритті, що осаджується з вуглецевої плазми вакуумної дуги
Анотація
В рамках моделі нелокального термопружного піка низькоенергетичного іона теоретично досліджується виникнення внутрішніх напружень у вуглецевому покритті, що осаджується з плазми вакуумної дуги в аргоновій атмосфері. Показано, що потік часток, які бомбардують покриття, що осаджується, містить поряд з іонами C+ також іони Ar+, що беруть участь у формуванні внутрішніх напружень в покритті. Щільність потоку іонів Ar+, що виникли в результаті іонізаційних втрат іонів C+, що проходять через атмосферу аргону, пропорційна як щільності потоку іонів C+, так і щільності (тиску) аргону. Отримані вираження для внутрішніх напружень в вуглецевому покритті, що осаджується, залежно від потенціалу зміщення на підкладці і тиску аргону для випадків як постійного, так і імпульсного потенціалів. Аналіз отриманих виразів показує, що внутрішні напруження у вуглецевому покритті зменшуються зі збільшенням тиску аргону.
Завантаження
Посилання
Y. Lifshitz, Diamond Relat. Mater. 8, 1659 (1999), https://doi.org/10.1016/S0925-9635(99)00087-4
J. Robertson, Materials Science and Engineering, R37, 129 (2002). https://doi.org/10.1016/S0927-796X(02)00005-0
A. Erdemir, and J.M. Martin. Superior wear resistance of diamond and DLC coatings, Current Opinion in Solid State and Materials Science, 22(6), 243 (2018). https://doi.org/10.1016/j.cossms.2018.11.003
A. Tyagi; R. Walia, Q. Murtaza, S.M. Pandey, P.K. Tyagi, and B. Bajaj, A critical review of diamond like carbon coating for wear resistance applications, Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 78, 107 (2019). https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2018.09.006.
R. Hauert, K. Thorwarth, and G. Thorwarth. An overview on diamond-like carbon coatings in medical applications, Surf. Coat. Technol. 233, 119 (2013). https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2013.04.015.
C.A. Davis. A simple model for the formation of compressive stress in thin films by ion bombardment, Thin Solid Films, 226, 30 (1993). https://doi.org/10.1016/0040-6090(93)90201-Y.
A.I. Kalinichenko, S.S. Perepelkin, and V.E. Strel’nitskij. Dependence of intrinsic stress and structure of ta-C film on ion energy and substrate temperature in model of the non-local thermoelastic peak, Diamond & Related Materials, 19, 996 (2010). https://doi.org/10.1016/j.diamond.2010.03.001
A.I. Kalinichenko, S.S. Perepelkin, and V.E. Strel’nitskij. Intrinsic stresses in DLC coatings deposited in modes of DC and pulse bias potentials, PAST, 1(95), 252 (2015). http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/82254
A.I. Kalinichenko, S.S. Perepelkin, and V.E. Strel’nitskij, Calculation of intrinsic stresses in the diamond-like coatings produced by plasma ion deposition in modes of DC and pulse bias potentials, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 81, 012049 (2015). https://doi.org/10.1088/1757-899X/81/1/012049
A.I. Kalinichenko, S.S. Perepelkin, and V.E. Strel’nitskij, Thermodynamic conditions of ta-C formation at implantation of noble-gas ions in carbon, Diamond and Related Materials, 15(2-3), 365 (2006). https://doi.org/10.1016/j.diamond.2005.10.022
F. Ziegler, J. P. Biersack, U. Littmark. The Stopping and Range of Ions in Solids, (Pergamon Press, New York, 1996), pp. 297.
L.D. Landau, and E.M. Lifshitz, Statistical Physics, 3-rd Edition, Part 1, (Nauka, Moscow, 1980), pp. 567.
H. Windischmann, An intrinsic stress scaling law for polycrystalline thin films prepared by ion beam sputtering, J. Applied Physics, 62(5), 1800 (1987). https://doi.org/10.1063/1.339560.
V.V. Vasyliev, A.I. Kalinichenko, E.N. Reshetnyak, G. Taghavi Pourian Azad, M. Ürgen, and V.E. Strel’nitskij, Experimental and modeling study on the role of Ar addition to the working gas on the development of intrinsic stress in TiN coatings produced by filtered vacuum-arc plasma, Thin Solid Films, 642, 207 (2017). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2017.08.033.
Авторське право (c) 2022 О.І. Калініченко, В.Є. Стрельницький
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
