Анотація до роботи:

Павлов А.В. Структура, фазовий склад та механічні властивості покриттів на основі системи титан-вуглець.–Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 – фізика твердого тіла.– Сумський державний університет, Суми, 2003.

Дисертаційна робота присвячена вивченню загальних закономірностей та систематизації інформації про структуру, фазовий склад, фізико-механічні характеристики покриттів на основі системи Ti–C, отриманих при конденсації вуглецево-титанових парів з різним ступенем пересичення та співвідношенням компонентів. В роботі наведена математична модель розрахунку хімічного складу з урахуванням радіального розподілу швидкості розпилення речовини та геометричних параметрів розпилювальної системи. Особлива увага приділена опису та отриманню перехідних розвантажувальних шарів на межі поділу ТiC-скло.

1. На основі розрахунків можна зробити висновки:

– технологічне вироблення поверхні мішені веде до зменшення товщини осаджених покриттів;

– вироблення не має суттєвого значення при H4S_m, однак при H~S_m різниця товщин в центрі підкладки з використанням виробленної і невиробленої мішеней може складати 5%, а при Hm відпрацювання суттєво визначає характер розподілу товщини;

– закономірності товщинного розподілу обумовлюються посиленням фокусування пучка розпилених атомів у процесі збільшення вироблення;

– отримані універсальні функції профілю рельєфу мішені та швидкості розпилення можуть ефективно використовуватися для різних типів розпилювальних процесів;

– оптимальний хімічний склад досягається при h4S_m.

2. Було виявлено, що оптимальний перехідний прошарок на основі Cr, Ti та C можна отримати при d₁~50120нм, а пересування критичних напруг від поверхні скла вглиб перехідного шару при збільшенні h₁ та відповідно d₂ пов’язано з формуванням евтектики, що містить крихкий Cr₂₃C₆.

3. Використовуючи конденсацію слабопересичених вуглецево-титанових парів в умовах мінімальних парціальних тисків (~10^–8Па) хімічно активних газів, можна реалізувати епітаксію стехіометричного карбіду Ti на відколках KCl, а також отримати нову карбідну сполуку TiC₂ та діамантову фазу, що обумовлюється, на наш погляд, селективним осадженням тільки тих адатомів, які під час термічної акомодації створили з ростовою поверхнею достатньо міцні зв’язки.

4. Формування високотвердих шарів TiC_1–x методом іонного розпилення Ti і C в необхідних співвідношеннях обумовлюється можливістю акумуляції ростовою поверхнею енергії, яка виділяється на ній під впливом вторинних електронів, негативних іонів, а також при фазовому переході пара – конденсат.

5. У результаті дослідження структурно-фазового складу та фізико-механічних властивостей виявлено:

– найбільш ефективно процеси карбідізації проходять на плоских поверхнях малогабаритних деталей, матеріал яких має відносно низьку теплопровідність;

– розроблений метод нанесення покриттів завдяки універсальності, високому відтворенню та низькій енергоємності може бути використаний для отримання карбідних шарів перехідних металів з будь-яким хімічним складом.

Публікації автора:

1. Перекрестов В.И., Кравченко С.Н., Павлов А.В. Механизмы роста и структура пленок Ti, полученных методом магнетронного распыления на постоянном токе // ФММ.– 1999.– T.88, №5.– С.72-77.

2. Перекрестов В.И., Хворост В.А., Павлов А.В. Расчет радиального распределения химического состава покрытий системы Ti-C, осажденных при магнетронном распылении составной мишени // Сверхтвердые материалы.– 2000.– №5.– С.10-15.

3. Перекрестов В.И., Павлов А.В. Фазовый состав пленок системы Ti-C, полученных при технологических условиях алмазообразования и содержании углерода свыше 50ат.% // Письма в ЖЭТФ.– 2001.– Т.73, Вып.1.– С.17-21.

4. Перекрестов В.И., Кравченко С.Н., Павлов А.В. Структура и термоэлектронная эмиссия пленок системы Ti-C // ВАНТ.– 1999.– 2(10).– C.82-84.

5. Перекрестов В.И., Хворост В.А., Павлов А.В. Расчет радиального распределения толщины пленки, осажденной при магнетронном распылении дисковой мишени с выработанным рельефом поверхности // Поверхность.– 2001.– №11.– С.30-32.

6. Перекрестов В.И., Павлов А.В., Косминская Ю.А Фазовый состав, структура, а также некоторые физико-механические характеристики слоев системы Ti-C // Вісник СумДУ.– 2002.– №13(46).– С.140-150.

7. Перекрестов В.И., Павлов А.В.. Формирование многослойного разгрузочного композита на границе раздела натрий-кальциевое стекло – Ti-C при ионном распылении составной мишени из Cr, С и Ti // Сверхтвердые материалы.– 2002.– №3.– С.58-63.

8. Перекрестов В.И., Павлов А.В., Кравченко С.Н. Расчет распределения толщины пленки, осажденной при магнетронном распылении мишени с выработанным рельефом // Third international conference MPSL-99, May 25-29, Sumy.– 1999.–С.76.

9. Perekrestov V.I., Pogrebnjak A.D., Pavlov A.V. Structure formation of films Ti-C under ion sputtering of composite target. IV international conference MPSL-2001, August 27-30, Feodosiya.– 2001.–С.143.

10. Перекрестов В.И., Хворост В.А., Павлов А.В. Структура, фазовый состав и механические свойства покрытий системы Ti-C, полученных методом составных компонент // VIII Міжнародна конференція з фізики і технології тонких плівок.– Івано-Франківськ, 2001.–С.123.

11. Магнитная система магнетронного распылительного устройства: А.с. 33751А UA, МКИ⁶ 7H01J25/55, С23 С 14/35 / В.И.Перекрестов, А.В.Павлов, С.Н.Кравченко (Украина).– №99031772; Заявл.30.03.99. Опубл.15.02.01. Бюлл.№1.–1с.