Structure and properties of W, Ta and W-Ta coatings deposited with the use of a gas-plasma source

Abstract

W, Ta and W-Ta coatings were deposited by argon ion sputtering of targets made from appropriate metals using the gas plasma source. Mechanical properties of the obtained coatings were investigated by the methods of X-ray fluorescence analysis, scanning electron microscopy, X-ray diffraction analysis and nanoindentation. It has been shown that the coatings have a bcc structure with crystallite size from 16 to 30 nm. Single-component coatings have a columnar structure. Introduction of Ta (5…38%) in the W coating leads to the columnar growth suppression and formation of a condensate with more equiaxial elements. Coatings with such a structure possess the best mechanical properties (H/E-0.7…0.77).

За допомогою джерела газової плазми, шляхом розпилення іонами аргону мішеней з відповідних металів отримані W, Ta і W-Ta-покриття. Методами рентгенофлюоресцентного аналізу, скануючої електронної мік-роскопії, рентгеноструктурного аналізу та наноіндентування вивчені: склад, структура, а також механічні властивості отриманих покриттів. Показано, що покриття володіють ОЦК-структурою з розміром ОКР від 16 до 30 нм. Однокомпонентні покриття володіють стовбчастою структурою. Введення до складу W-покриття Та (5…38 мас.%) призводить до припинення стовпчастого росту і формуванню конденсату з більш равновісними структурними елементами. Покриття з такою структурою володіють кращими механічними властивостями (Н/Е-0,7...0,77).

С помощью источника газовой плазмы, путем распыления ионами аргона мишеней из соответствующих металлов получены W, Ta и W-Ta-покрытия. Методами рентгенофлюоресцентого анализа, сканирующей электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа и наноиндентирования изучены: состав, структура, а также механические свойства полученных покрытий. Показано, что покрытия обладают ОЦК-структурой с размером ОКР от 16 до 30 нм. Однокомпонентные покрытия обладают столбчатой структурой. Введение в состав W-покрытия Та (5...38 мас.%) приводит к подавлению столбчатого роста и формированию конденсата с более равноосными структурными элементами. Покрытия с такой структурой обладают наилучшими механическими свойствами (Н/Е-0,7...0,77).