Synthesis of TiSiN coatings by simultaneous sputtering of Ti and Si targets in nitrogen-argon plasma
Keywords:
titanium, silicon, plasma, nitrogen, argon, ions, sputtering, coatings, hardness, diffusion
Abstract
Technique of doping TiN coatings by simultaneous sputtering of Ti and Si targets by nitrogen and argon ions generated from the gas plasma source (GPS) was developed. The highest value of hardness (∼33 GPa) was achieved at the CSi ∼ 7 wt%. The etching rate of Si and Ti, compared to sputtering in pure argon, are decreased due to the formation on their surfaces resistant to sputtering compounds ∼10 and ∼7, respectively. XRD analysis showed that the surface of the Ti target contains hexagonal titanium nitride (TiN0,3). At diffractogram of Si target there is only one line of Si (111). The depth of the modified layer of Ti is over 3 мm and for Si < 0,5 microns.
Downloads
Download data is not yet available.
References
Аксёнов И.И., Белоус В.А., Григорьев А.Н., Ермоленко И.Г., Заднепровский Ю.А., Коваленко В.И., Ломино Н.С., Маринин В.Г., Соболь О.В., Толмачёва Г.Н. Износостойкость и жаростойкость вакуумно-дуговых покрытий на основе TiN и TiAlN с добавками Si и Y// ВАНТ. Сер.: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. − 2011. − Т. 98, № 4. − С. 169-173.
PalDey S., Deevi S.C. Single layer and multilayer wear resistant coatings of (Ti, Al)N: a review// Mater. Sci. Eng. A.–2003.– Vol. 342.– P. 58-79.
Chawla V., Jayganthan R., Chandra R. A study of structural and mechanical properties of sputter deposited nanocomposite Ti-Si-N thin films// Surface and Coatings Technology. − 2010. − Vol. 204. − P. 1582-1589.
Veprek S., Veprek-Heijman M.G.J. The formation and role of interfaces in superhard nc-MeN/ б-Si3N4 nanocomposites//Surface and Coatings Technology. − 2007. − Vol. 201. − P. 6064-6070.
Аксёнов И.И., Белоус В.А., Голтвяница С.К., Голтвяница В.С., Заднепровский Ю.А., Куприн А.С., Ломино Н.С., Соболь О.В. Перенос и удержание кремния в Тi-Si-N-покрытиях в процессе вакуумно-дугового осаждения// ВАНТ. Сер.: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение − 2010. − Т. 96, № 5. − С. 119-125.
Аксёнов И.И., Белоус В.А., Заднепровский Ю.А., Коваленко В.И., Ломино Н.С. Влияние малых добавок кремния на служебные характеристики нитрид-титановых покрытий //ВАНТ. Сер.: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. − 2011. − Т. 98, № 4. − С. 145-149.
Аксьонов І.І., Білоус В.А., Голтвяниця С.К., Голтвяниця В.С., Задніпровський Ю.О., Купрін О.С., Ломіно М.С., Овчаренко В.Д. Перенесення катодного матеріалу в процесі вакуумно-дугового формування покриттів//ВАНТ. Сер.: Физика радиационных
Погребняк А.Д., Шпак А.П., Азаренков Н.А., Береснев В.М. Структура и свойства твёрдых и сверхтвёрдых нанокомпозитных покрытий //УФН. − 2009. − Т. 1, № 1. − С. 35-64.
Belous V.A., Nosov G.I. Ion sputtering of metals in a system with a thermoionic inert gas plasma source//Proceeding of 6-th Symposium “TAFT-98” (Regensburg, Germany). − 1998. − P. 303-306.
Белоус В.А., Лунёв В.М., Носов Г.И., Толмачёва Г.Н. Исследование характеристик покрытий, синтезированных с помощью источника газовой плазмы//Физическая -инженерия поверхности. − 2011. − Т. 9, № 4. − С. 256-262.
Качурин Г.А., Тысченко И.Е. Поведение бора и азота в приповерхностном слое кремния при синтезе захороненных слоёв имплантацией ионов N+//Физика и техника полупроводников. − 1993. − Т. 27, Вып. 7. − С. 1194-1201.
Шаповалова О.М., Маркова И.А., Ивченко Т.И. Изменения в поверхностном слое сплава системы Ti– Al-V при газонасыщении //Металознавство та термічна обробка металів. 2008. − № 3. − С. 18-23.
PalDey S., Deevi S.C. Single layer and multilayer wear resistant coatings of (Ti, Al)N: a review// Mater. Sci. Eng. A.–2003.– Vol. 342.– P. 58-79.
Chawla V., Jayganthan R., Chandra R. A study of structural and mechanical properties of sputter deposited nanocomposite Ti-Si-N thin films// Surface and Coatings Technology. − 2010. − Vol. 204. − P. 1582-1589.
Veprek S., Veprek-Heijman M.G.J. The formation and role of interfaces in superhard nc-MeN/ б-Si3N4 nanocomposites//Surface and Coatings Technology. − 2007. − Vol. 201. − P. 6064-6070.
Аксёнов И.И., Белоус В.А., Голтвяница С.К., Голтвяница В.С., Заднепровский Ю.А., Куприн А.С., Ломино Н.С., Соболь О.В. Перенос и удержание кремния в Тi-Si-N-покрытиях в процессе вакуумно-дугового осаждения// ВАНТ. Сер.: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение − 2010. − Т. 96, № 5. − С. 119-125.
Аксёнов И.И., Белоус В.А., Заднепровский Ю.А., Коваленко В.И., Ломино Н.С. Влияние малых добавок кремния на служебные характеристики нитрид-титановых покрытий //ВАНТ. Сер.: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. − 2011. − Т. 98, № 4. − С. 145-149.
Аксьонов І.І., Білоус В.А., Голтвяниця С.К., Голтвяниця В.С., Задніпровський Ю.О., Купрін О.С., Ломіно М.С., Овчаренко В.Д. Перенесення катодного матеріалу в процесі вакуумно-дугового формування покриттів//ВАНТ. Сер.: Физика радиационных
Погребняк А.Д., Шпак А.П., Азаренков Н.А., Береснев В.М. Структура и свойства твёрдых и сверхтвёрдых нанокомпозитных покрытий //УФН. − 2009. − Т. 1, № 1. − С. 35-64.
Belous V.A., Nosov G.I. Ion sputtering of metals in a system with a thermoionic inert gas plasma source//Proceeding of 6-th Symposium “TAFT-98” (Regensburg, Germany). − 1998. − P. 303-306.
Белоус В.А., Лунёв В.М., Носов Г.И., Толмачёва Г.Н. Исследование характеристик покрытий, синтезированных с помощью источника газовой плазмы//Физическая -инженерия поверхности. − 2011. − Т. 9, № 4. − С. 256-262.
Качурин Г.А., Тысченко И.Е. Поведение бора и азота в приповерхностном слое кремния при синтезе захороненных слоёв имплантацией ионов N+//Физика и техника полупроводников. − 1993. − Т. 27, Вып. 7. − С. 1194-1201.
Шаповалова О.М., Маркова И.А., Ивченко Т.И. Изменения в поверхностном слое сплава системы Ti– Al-V при газонасыщении //Металознавство та термічна обробка металів. 2008. − № 3. − С. 18-23.
Published
2017-07-28
How to Cite
Белоус, В. А., Лунёв, В. М., Носов, Г. И., Куприн, А. С., Толмачёва, Г. Н., & Колодий, И. В. (2017). Synthesis of TiSiN coatings by simultaneous sputtering of Ti and Si targets in nitrogen-argon plasma. Journal of Surface Physics and Engineering, 11(4), 412 - 419. Retrieved from https://periodicals.karazin.ua/pse/article/view/8948
Section
Статті
У відповідності з типовим шаблоном.
