Научные основы технологии получения сверхтвёрдых бескапельных покрытий на основе диборида титана методом магнетронного распыления короткими импульсами высокой мощности

Настоящий проект направлен на развитие основ технологии получения сверхтвердых износостойких и жаропрочных покрытий на основе диборида титана (TiB2, Ti-B-Cu, Ti-B-C) методом дуального магнетронного распыления короткими импульсами высокой мощности. Традиционно для получения сверхтвердых и износостойких покрытий используются методы физического газофазного осаждения, преимущественно, катодное дуговое испарение. Основным недостатком использования данного метода является то, что формируемые покрытия содержат капельную фракцию на поверхности и в объеме покрытия, негативно влияющую на эксплуатационные характеристики изделий. Новые этапы развития промышленности предъявляют более высокие требования к создаваемым типам сверхтвердых и износостойких покрытий. В связи с этим, использование магнетронного распыления короткими импульсами высокой мощности рассматривается перспективной альтернативой дуговому методу получения качественных покрытий на основе нитридов, карбидов, боридов. В проекте предлагается объединить преимущества магнетронного распыления короткими импульсами высокой мощности и дуального магнетронного распыления. Преимуществами первого метода, в сравнении с классическими режимами на постоянном и среднечастотном токе, являются повышенная энергия распыленных частиц и их эффективная ионизация, а также отсутствие капельной фракции в осаждаемом потоке. Преимуществами использования дуальной конфигурации по сравнению с одиночными системами являются устранение проблем с дугообразованием и «исчезновением» анода в реактивных режимах, а также повышение стабильности процесса напыления и его повторяемости. Научная новизна проекта заключается в том, что эффекты и процессы, происходящие в магнетронном разряде при распылении короткими импульсами высокой мощности, а тем более в дуальной системе, мало изучены и отсутствуют закономерности между структурой/свойствами покрытий на основе диборида титана и параметрами электропитания (амплитуда импульсов тока, частота, длительность) разряда. Конкретными задачами проекта являются: комплексные измерения энергетических характеристик генерируемого разряда; определение оптимальных концентраций легирующих элементов в покрытиях; установление закономерностей между структурой/свойствами покрытий и режимами осаждения; получение сверхтвердых бескапельных покрытий на основе диборида титана методом магнетронного распыления короткими импульсами высокой мощности и создание основ промышленной технологии осаждения покрытий. Достижение запланированных результатов проекта основывается на высокой квалификации научного коллектива в соответствующей области знаний, что подтверждается публикациями в высокорейтинговых журналах первого и второго квартиля; на большом опыте выполнения научно-технических проектов и договоров; на наличии необходимого для проведения исследований оборудования и апробированных методик, используемых во всем мире.