Микроструктура покрытий на основе нитрида титана, полученных вакуумными методами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат технических наук Фортуна, Сергей Валерьевич

• Фортуна, Сергей Валерьевич
• кандидат технических наук
• 2006

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Микроструктура покрытий на основе нитрида титана, полученных вакуумными методами»

Список основных обозначений и сокращений.11

1 Тонкие упрочняющие и защитные покрытия на основе фаз внедрения (твердых растворов внедрения).13

1.1 Сильно нестехиометрические твердые соединения на основе фаз внедрения.22

1.2 Ультрадисперсные материалы и покрытия. Классификация, структура, способы получения.27

1.3 Вакуумные методы нанесения покрытий.34

1.3.1 Нанесение покрытий методами газофазного осаждения химическое осаждение).41

1.3.2 Баку умно-плазменные методы нанесения покрытий физическое осаждение).42

1.4 Ионная имплантация как метод модификации покрытий.46

1.5 Внутренние напряжения в покрытиях и методы их измерения.55

1.5.1 Характеристика внутренних напряжений.56

1.5.2 Методы измерения внутренних напряжений в покрытиях.57

1.6 Постановка задачи.60

2 Материалы и методы исследования.63

2.1 Материалы исследования.63

2.2 Методы исследования состава, микроструктуры, топологии поверхности и физико-механических свойств покрытий.66

2.2.1 Измерение адгезионной прочности покрытий.67

2.2.2 Подготовка объектов для просвечивающей электронной микроскопии.69

2.2.3 Методика электронно-микроскопических исследований покрытий на основе нитрида титана.74

2.2.4 Измерение остаточных внутренних напряжений в покрытиях методами просвечивающей электронной микроскопии.92

3 Микроструктура покрытий на основе нитрида титана, нанесенных вакуумными методами.95

3.1 Микроструктура покрытий, нанесенных методом газофазного осаждения.95

3.2 Микроструктура покрытий на основе нитрида титана, нанесенных вакуумно-плазменными методами.101

3.2.1 Вакуумно-дуговые покрытия.101

3.2.2 Покрытия, нанесенные методом активированного реакционного испарения.109

3.2.3 Микроструктура ионно-плазменных покрытий, полученных в условиях очистки плазмы вакуумно-дугового разряда от капельной фракции.118

3.2.4 Микроструктура и состав покрытий на основе нитрида титана, полученных методом плазмо-магнетронного осаждения.157

3.3 Особенности микроструктуры покрытий, полученных вакуумными методами.164

4 Модификация микроструктуры покрытий на основе нитрида титана при ионной имплантации.167

4.1 Ионно-имплантированные газофазные покрытия.168

4.1.1 Микроструктура газофазных покрытий, имплантированных ионами металлов.168

4.1.2 Модификация микроструктуры газофазных покрытий в процессе имплантации азотом.172

4.2 Ионно-имплантированные покрытия, полученные методом активированного реакционного испарения (АРИ).175

4.2.1 Влияние металлической ионной имплантации на микроструктуру АРИ покрытий.175

4.2.2 Послойное исследование микроструктуры АРИ покрытия, имплантированного азотом.182

4.2.3 Модификация топологии поверхности и физико-механических свойств покрытий в процессе ионной имплантации.202

4.3 Заключение по четвертой главе.213

Основные результаты и выводы.215

Литература.219

Введение

Вакуумные конденсаты на основе нитрида титана широко используются в мировой промышленности в качестве упрочняющих и защитных покрытий. Пленочные технологии, к которым относятся все существующие методы нанесения тонких покрытий, в том числе и нитридных, являются современными ресурсосберегающими технологиями. Совершенствование методов нанесения покрытий с целью получения покрытий с заданными свойствами требуют расширенных структурных исследований.

Фазы внедрения (оксиды, нитриды, карбиды) переходных металлов IV группы наилучшим образом подходят в качестве материала упрочняющих и защитных покрытий, так как обладают высокой прочностью, термической и химической стойкостью. Современные высокотехнологичные вакуумные методы нанесения покрытий позволяют получать относительно недорогие покрытия на основе фаз внедрения. Технологическая гибкость вакуумных методов нанесения покрытий и возможность надежно контролировать технологические параметры позволяют варьировать химический состав и структуру покрытий и, соответственно, получать покрытия с заранее заданными свойствами. И это, без сомнения, перспективное направление в области повышения эффективности обрабатывающего инструмента, технологического оборудования, двигательных и реакторных деталей и механизмов.

Однако, при всей привлекательности упрочняющих и защитных покрытий на основе фаз внедрения разработчики новых технологий нанесения функциональных покрытий сталкиваются с проблемами надежного получения покрытий с заданными свойствами. Дело в том, что фазы внедрения переходных металлов IV группы обладают широкими областями гомогенности и относятся к сильно нестехиометрическим соединениями. Вариация параметров нанесения покрытий приводит, как правило, к образованию фаз внедрения нестехиомет-рического состава, оказывающего сильное влияние на свойства материала покрытия. Контроль состава материала покрытий - только одна из проблем. Как показывает опыт, в зависимости от режимов нанесения покрытий, а также от типа подложки и от вида подготовки поверхности подложки возможно получение покрытий с различной структурой (размеры и форма кристаллитов материала покрытия, наличие в материале покрытия преимущественных ориента-ций, характер и уровень внутренних напряжений, а также элементный и фазовый составы). Перечисленные особенности структуры оказывают существенное влияние на свойства покрытий.

В работе представлены результаты исследования структуры и свойств упрочняющих и защитных покрытий на основе нитрида титана, нанесенных различными вакуумными методами (газофазное осаждение, вакуумно-дуговое испарение, ионно-плазменное осаждение, активированное реакционное испарение и плазмо-магнетронное осаждение) на различные типы подложек и результаты исследования влияния ионной имплантации на структуру, состав и свойства нитридных покрытий.

Научная новизна. Впервые выполнено комплексное сравнительное исследование микроструктуры, фазового состава, напряженного состояния, преимущественных ориентаций в ультрадисперсных покрытиях на основе нитрида титана, полученных вакуумными методами (газофазное осаждение, вакуумно-дугового испарение, ионно-плазменное осаждение, активированное реакционное испарение и плазмо-магнетронное осаждение).

Предложена схема зеренной структуры покрытий на основе нитрида титана, полученных различными вакуумными методами (газофазное осаждение, вакуумно-дуговое испарение, ионно-плазменное осаждение, активированное реакционное испарение и плазмо-магнетронное осаждение).

Установлено, что при высокодозовой имплантации металлических и газовых ионов в поверхностном ионно-легированном слое нитридных покрытий формируются вторичные фазы в виде оксидов и карбидов титана, твердых растворов на основе нитрида титана типа Тл(С,0,Н) и 11(0,И), а также аморфной фазы. Вторичные фазы формируются за счет кислорода и углерода, адсорбировавшихся на поверхности покрытия из остаточной атмосферы вакуумной камеры имплантера и совместно с основными имплантируемыми элементами, внедренных в покрытие, путем заполнения газовыми элементами вакансий и замещением атомов азота в сильно нестехиометрической неметаллической подре-шетке нитрида титана. Аморфная фаза в виде поверхностной пленки состоит в основном из продуктов распыления материала покрытия.

Показано, что в процессе высокодозовой газовой ионной имплантации имеет место выглаживающий эффект поверхности покрытия, связанный с распылением поверхностного микрорельефа и образованием аморфной пленки из продуктов распыления материала покрытия. Шероховатость поверхности уменьшается с увеличением дозы внедренных ионов.

Достоверность научных результатов и обоснованность выводов обеспечиваются корректностью постановки задачи, использованием комплекса современных методов исследования структуры, фазового и элементного составов материалов исследования (просвечивающая электронная микроскопия, рентгеноструктурный анализ, атомно-силовая микроскопия, Оже-электронная спектроскопия), статистической обработкой результатов измерений, анализом литературных данных и сопоставлением их с результатами эксперимента.

Научная и практическая значимость.

Впервые выполнено комплексное исследование упрочняющих и защитных покрытий на основе нитрида титана, нанесенных вакуумными методами (газофазное осаждение, вакуумно-дуговое испарение, ионно-плазменное осаждение, активированное реакционное испарение и плазмо-магнетронное осаждение). Результаты исследования позволяют выбирать необходимые методы и режимы нанесения покрытий для получения покрытий с требуемыми свойствами.

Установлено влияние ионной имплантации газовых и металлических ионов на топологию поверхности и микроструктуру ионно-легированного слоя нитридных покрытий, полученных методами газофазного осаждения и активированного реакционного испарения. В процессе высокодозовой имплантации металлических и газовых ионов в покрытиях, нанесенные методом активированного реактивного испарения, в поверхностном ионно-легированном слое формируются вторичные фазы в виде оксидов и карбидов титана, твердых растворов на основе нитрида титана типа Тл(С,0,1Ч) и Тл(ОД\[), а также аморфной фазы. Оксидные и карбидные фазы формируются за счет кислорода и углерода, адсорбировавшихся на поверхности покрытия из остаточной атмосферы вакуумной камеры имплантера и совместно с основными имплантируемыми элементами, внедренных в покрытие, путем заполнения газовыми элементами вакансий и замещением атомов азота в сильно нестехиометрической неметаллической подрешетке нитрида титана. Аморфная фаза в виде поверхностной пленки состоит в основном из продуктов распыления материала покрытия.

Вторичные фазы в виде карбида титана, твердого раствора на основе нитрида титана и поверхностная аморфная пленка улучшают эксплуатационные характеристики (повышается износостойкость, снижается коэффициент трения).

Предложены и апробированы методика подготовки объектов для послойных электронно-микроскопических исследований из тонких упрочняющих покрытий на основе нитрида титана, нанесенных на различные металлические и металлокерамические подложки, и методика электронно-микроскопического анализа микроструктуры ультрадисперсных нитридных покрытий.

Положения, выносимые на защиту:

1. Экспериментальные данные о микроструктуре, фазовом составе, преимущественных ориентациях, напряженном состоянии упрочняющих тонких покрытий на основе нитрида титана, полученных вакуумными методами (газофазное осаждение, вакуумно-дуговое испарение, ионно-плазменное осаждение, активированное реакционное испарение и плазмо-магнетронное осаждение). Результаты исследования влияния параметров ионно-плазменного осаждения покрытий на микроструктуру покрытий.

2. Схема зеренной структуры тонких нитридных покрытий, полученных методами вакуумно-дугового испарения, ионно-плазменного осаждения, активированного реакционного испарения и плазмо-магнетронного осаждения.

3. Экспериментальные результаты о влиянии высокодозовой имплантации металлических и газовых ионов на топологию поверхности покрытий, фазовый состав и напряженное состояние поверхностного ионно-легированного слоя покрытия.

4. Оригинальная методика подготовки объектов для послойных электронно-микроскопических исследований из тонких покрытий, нанесенных на металлические и металлокерамические подложки. Разработанная методика электронно-микроскопического анализа микроструктуры ультрадисперсных покрытий, позволяющая проводить измерения размеров зерен ультрадисперсных материалов, оценивать уровень локальных внутренних напряжений, анализировать и детально описывать текстурные агрегаты (совокупность преимущественных ориентаций) в материале покрытий, определять параметр решетки 5-нитрида титана ТПМ и определять его стехиометрический состав.

Апробация работы. По материалам диссертационной работы опубликовано 22 статьи. Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: 4-ой Всероссийской конференции по модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц (г. Томск, 1996); Международной конференции по металлургии покрытий и тонких пленок 1СМС (США, г. Сан-Диего, 1998); конференции молодых ученых «Физическая мезомеханика материалов» (г. Томск, 1998, 1999,); 5-й, 6-й, 7-й, 8-й Международных конференциях по модификации свойств материалов пучками заряженных частиц и плазменными потоками (г. Томск, 2000, 2002, 2004, 2006); 10.-й Международной конференции по радиационной физике и химии неорганических материалов (г. Томск, 1999); 5-м Международном семинаре «Современные проблемы прочности» имени В. А. Лихачева (г. Старая Русса, 2001); 2-м Международном симпозиуме «Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах» (г. Сочи, 2001); XIII, XIV Международных совещаниях «Радиационная физика твердого тела» (Республика Украина, г. Севастополь, 2003, 2004); XV Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов» (Тольятти, 2003); 12-ой Международной конференции по поверхностной модификации материалов ионными пучками 8ММ1В-12 (ФРГ, г. Магдебург, 2001); 4-ой и 6-ой Международных конференциях «Взаимодействие излучений с твердым телом» (Республика Беларусь, г. Минск, 2001, 2005).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и выводов, списка использованной литературы. Диссертация изложена на 231 страницах, включая 77 рисунков, 3 8 таблиц и список использованной литературы из 126 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Фортуна, Сергей Валерьевич

Основные результаты и выводы

Выполнено комплексное сравнительное исследование микроструктуры, фазового состава, напряженного состояния, преимущественных ориентаций ультрадисперсных покрытий на основе нитрида титана, полученных вакуумными методами (газофазное осаждение, вакуумно-дугового испарение, ионно-плазменное осаждение, активированное реакционное испарение и плазмо-магнетронное осаждение). Получены экспериментальные результаты влияния высокодозовой имплантации металлических и газовых ионов на топологию поверхности покрытия, фазовый состав и напряженное состояние ионно-легируемого слоя. По результатам работы сделаны следующие выводы.

1. Установлено, что газофазные покрытия имеют микрокристаллическую структуру. Зерна характеризуются равноосной формой и не содержат дислокаций. Покрытия однофазные и состоят из 5-нитрида титана нестехио-метрического состава ТлЫу (у ~ 0,71). Интегральные внутренние напряжения низкие и не превышают 0,000\Е. Преимущественные ориентировки зерен отсутствуют.

2. Установлено, что микроструктура покрытий, полученных методами физического осаждения (вакуумно-дуговое испарение, ионно-плазменное осаждение, активированное реакционное испарение, плазмо-магнетронное осаждение), представлена наноразмерными кристаллитами, состоящими из более мелких субзерен, которые имеют произвольные, ограниченные или малтоугло-вые азимутальные разориентировки. Покрытия являются однофазными и состоят из б-нитрида титана нестехиометрического состава Тл1\ту охватывающего большую часть области гомогенности соединения, у = (0,7 1,02). Характерной особенностью покрытий, полученных методами физического осаждения:, являются высокие внутренние напряжения сжатия, величина которых составляет (0,005 0,013)2?.

3. Выявлено высокое содержание примесных элементов (углерода и кислорода) в покрытиях, полученных методами вакуумно-дугового испарения, ионно-плазменного осаждения и активированного реакционного испарения.

Примесные элементы попадают в материал покрытия из остаточной атмосферы вакуумной камеры в процессе их формирования. Суммарное содержание углерода и кислорода достигает 20 ат. %. Как правило, газовые примесные элементы растворены в кристаллической решетке 5-нитрида титана и образуют в его неметаллической подрешетке раствор замещения с азотом.

4. Установлено, что структура покрытий, полученных методами физического осаждения, исключая плазмо-магнетронные покрытия, представлена текстурами роста. Характер текстур (прямые или косые текстуры, с одной или несколькими осями зон) зависит от основных параметров каждого из методов нанесения покрытий. Формирование текстур роста в плазмо-магнетронных покрытиях подавляется сопутствующей ионной имплантацией в процессе нанесения покрытия.

5. Предложены схемы структур вакуумных покрытий, полученных различными методами: структура покрытий, полученных методом газофазного осаждения, характеризуется субмикронными зернами равноосной формы и отсутствием преимущественных ориентаций; в плазмо-магнетронных покрытиях зеренная структура нанокристалличе-ская без выраженных преимущественных ориентаций; структура покрытий, полученных методами вакуумно-дугового испарения, активированного реакционного испарения и ионно-плазменного напыления, состоит из наноразмерных зерен, образованных субзернами с азимутальными разориентировками; материал покрытий текстурирован, вид текстурных агрегатов зависит от методов нанесения покрытий и технологических параметров.

6. Выявлено, что в газофазных покрытиях в процессе ионной имплантации образуются наноразмерные субзерна того же состава, что и материал покрытия. Внутренние напряжения в покрытиях этого типа в процессе ионной имплантации изменяются незначительно относительно неимплатированных покрытий и остаются низкими (< 0,0001 Е).

7. Установлено, что в процессе высокодозовой имплантации металлических и газовых ионов в покрытиях, нанесенных методом активированного реактивного испарения, в поверхностном ионно-легированном слое формируются вторичные фазы в виде оксидов и карбидов титана, а также твердых растворов на основе нитрида титана типа Тл(С,ОД) и Тл(0,1\Г). Вторичные фазы формируются за счет кислорода и углерода путем заполнения газовыми элементами вакансий и замещением атомов азота в сильно нестехиометрической неметаллической подрешетке нитрида титана. В свою очередь, кислород и углерод адсорбируются на поверхности образцов из остаточной атмосферы вакуумной камеры и совместно с имплантируемыми элементами внедряются в обрабатываемый образец как атомы отдачи.

8. Установлено, что в процессе высокодозовой газовой ионной имплантации на поверхности покрытия, нанесенного методом активированного реакционного испарения, образуется аморфная пленка, состоящая в основном из продуктов распыления материала покрытия. Имеет место выглаживающий эффект высокодозовой газовой имплантации; шероховатость поверхности уменьшается с увеличением дозы внедренных ионов.

9. Установлено, что вторичные фазы в виде карбида титана, твердого раствора на основе нитрида титана и поверхностная аморфная пленка улучшают эксплутационные характеристики (повышается износостойкость, снижается коэффициент трения).

10. Установлено, что в результате высокодозовой ионной имплантации интегральные внутренние напряжения в ионно-легированном слое и в зоне влияния ионной имплантации претерпевают изменения, как правило, в сторону уменьшения. В поверхностном ионно-легированном слое покрытий, полученных методом активированного реактивного испарения, внутренние напряжения сжатия в процессе высокодозовой имплантации азотом до ионных доз

1*7 О 1*7 О —

0,5-10 см" и 6,0-10 см" снижаются с-8,6 до-6,5 ГПа и до-1,2 ГПа соответственно. Т.е. эффект выше для высоконапряженных покрытий.

11. Разработана оригинальная методика подготовки объектов для послойных электронно-микроскопических исследований из тонких упрочняющих покрытий на основе нитрида титана.

12. Предложена методика электронно-микроскопического анализа микроструктуры и фазового состава ультрадисперсных покрытий на основе нитрида титана. Методика позволяет индицировать прямые и косые текстурные агрегаты в покрытиях, измерять размер зерна и определять фазовый состав покрытий.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Фортуна, Сергей Валерьевич, 2006 год

1., Васантасри В., Сидкин П. Металлические и керамические покрытия: Получение, свойства и применение: Пер. с англ. - М.: Мир, 2000. - 518 с.

2. Самсонов Г. В., Уманский Я. С. Твердые соединения тугоплавких металлов. М., 1957. -368 с.

3. Андриевкий Р. А., Уманский Я. С. Фазы внедрения. М., 1977. -240 с.

4. JI. Тот. Карбиды и нитриды переходных металлов.: Пер. с англ. М.: Мир,1974.-518 с.

5. Гусев А. И. Фазовые диаграммы упорядоченных нестехиометрических карбида гафния и нитрида титана // Докл. Академии наук. 1992. т. 322, № 5. с. 918 -923.

6. Кипарисов С. С., ЛевинскийЮ. В. Азотирование тугоплавких металлов. М., Металлургия, 1972. -160 с.

7. Левинский Ю. В. Диаграммы состояния металлов с газами. М., Металлургия,1975.-269 с.

8. Гольдшмидт X. Дж. Сплавы внедрения. М., Мир, 1971.-504 с.

9. Матюшенко Н. Н. Кристаллические структуры двойных соединений. М., Металлургия, 1969. -304 с.

10. Гусев А. И., Ремпель А. А. Нестехиометрия, беспорядок и порядок в твердом теле. Екатеринбург: УрО РАН, 2001. 580 с.

11. Ettmayer P., Lengauer W. Nitrides: transition metal solid state chemistry // Encyclopedia of Inorganic Chemistry. N. Y., 1994. P. 2498 2515.

12. Андриевский P. А., Ланин А. Г., Рымашевский Г. А. Прочность тугоплавких соединений. М.: Металлургия, 1974. 232 с.

13. Андриевский Р. А., СпивакИ. И. Прочность тугоплавких соединений и материалов на их основе. Челябинск: Металлургия, 1989. 368 с.

14. RamqvistL. Variation of lattice parameter and hardness with carbon content of group 4b metal carbides // Jernkontorets Annaler. 1968. V. 152, No 10. P. 517 523.

15. Ивановский A. JL, Жуков В. П., Губанов В. А. Электронное строение тугоплавких карбидов и нитридов переходных металлов. М.: Наука, 1990. 224 с.

16. Гусев А. И. Физическая химия нестехиометрических тугоплавких соединений. М.: Наука, 1991.286 с.

17. Андриевский Р. А., Глезер А. М. Размерные эффекты в нанокристаллических материалах. I. Особенности структуры. Термодинамика. Фазовые равновесия. Кинетические явления // Физика металлов и металловедение, 1999. - Т. 88, № 1.-С. 50-73.

18. Фейман Р. Ф. Внизу полным-полно места: приглашение в новый мир физики // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева). 2002. Т. XLVI. № 5. С. 4-6.

19. Наноструктурные материалы: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Р. А. Андриевский, А. В. Рагуля. М.: Издательский центр «Академия», 2005. -192 с.

20. Gleiter Н. Materials with ultrafine grain size // In: Proceedings Second Riso International Symposium on Metallurgy and Materials Science / Eds. N. Yansen, T. Leffers and Y. Lilholt. Roskide: Denmark. 1981. P. 15 21.

21. Gleiter H. Nanostructured materials: basic concepts and microstructure // Acta Materialia. 2000. - V. 48. - N. 1. - P. 1 - 29.

22. Андриевский Р. А., Глезер А. МЛ Физика металлов и металловедение, 1999. -т. 88,№ 1. — с. 50-73.

23. PalDey S., Deevi S.C. Single layer and multilayer wear resistant coatings of (Ti,Al)N: a review // Materials Science and Engineering A, 2003, vol. 342, P. 58 79.

24. Варламов А. Г., Логачев А. В. Формирование поликристаллического покрытия при механизме послойного роста // Поверхность. № 5, 1994, - С. 16-23.

25. Современная кристаллография (в четырех томах). ТомЗ. Образование кристаллов. Чернов А. А., Гиваргизов Е. И., Багдасаров X. С. И др. М.: Наука, 1980. 407 с.

26. Thompson С. V. Structure Evolution During Processing of Polycrystalline Films // Arniu. Rev. Mater. Sci. 2000. V. 30, P. 159 - 190.

27. Abadias G., Tse Y. Y. Determination of intrinsic stresses in textured and epitaxial TiN thin films deposited by dual ion beam sputtering // Surface & Coatings Technology.-2004. V. 180-181, P. 33 -40.

28. Peng J., JaV., SeilerW., TomenscuA., LevesqueA., BoutevilleA. Residual stress gradient analysis by the GIXRD method on CVD tantalum thin films // Surface & Coatings Technology. 2006. - V. 200, - P 2738 - 2743.

29. Pap G. J., Bertoni I., Szôrenyi T., Heszler P. The chemical structure of carbon nitride films fabricated by pulsed plasma-assisted chemical vapor deposition // Surface & Coatings Technology. 2006. - V. 180 -181, - P 271 - 274.

30. Андреев M. А. Структура и свойства покрытий из Ti(C,N), сформированных комбинированным методом вакуумно-плазменного осаждения и ионной имплантации. Дисс. на соискание уч. степени к. ф.-м. н. Минск: Белорусский государственный университет, 1990. 145 с.

31. Белый А. В., Кукареко В. А., Лободаева О. В. и др. Ионно-лучевая обработка металлов. Сплавов и керамических материалов. Минск: Физико-технический институт, 1998. - 220 с.

32. Комаров Ф.Ф. Ионная имплантация в металлы. М.: Металлургия, 1990. -216 с.

33. Диденко А. Н., Шаркеев Ю. П., Козлов Э. В., Рябчиков А. И. Эффекты дальнодействия в ионно-имплантированных металлических материалах: дислокационные структуры, свойства, напряжения, механизмы. Томск: Изд-во HTJI, 2004. - 328 с.

34. Huang H., Wang X., Не J. Synthesis and properties of graphite-like carbon by ion beam-assisted deposition / Materials Letters. 2003. V. 57, p 3431 3436.

35. VeraE., WolfG. K. Optimisation of TiN-IBAD coatings for wear reduction and corrosion protection//Nucl. Instr. andPhys. Res. B. 1999. V 148, p. 917 924.

36. Барвинок В.А. Управление напряженным состоянием и свойства плазменных покрытий. М.: Машиностроение, - 1990. - 384 с.

37. Иванов С. И. К вопросу о разрушении от остаточных напряжений // Остаточные напряжения. Куйбышев: КуАИ. 1973. Вып. 54. С. 49-54.

38. Инденбом В. Л., Житомирский И. С., Чебанова П. С. Теоретическое исследование напряжений, возникающих в процессе роста кристаллов // Рост кристаллов. М.: Наука, 1968. т. 8. 506 с.

39. Фортуна С. В., ШаркеевЮ. П. Особенности микроструктуры монослойных нитридных покрытий // Физическая мезомеханика. 2000, № 3, т. 3, С. 29-35.

40. Комяк Н.И., Мясников Ю.Г. Рентгеновские методы и аппаратура для определения напряжений. -Л.: Машиностроение, 1972. 88 с.

41. Биргер И. А. Остаточные напряжения. М.: Машгиз, 1963. 32 с.

42. Perry A. J., Geist D. Е., Treglio J. R. Residual stress and strain distribution in yttrium implanted titanium nitride measured by parallel beam GIXRD // M: Tech / XRDCF.-1996.-15p.

43. Васильев Д. М., Трофимов Б. Б. Современное состояние рентгенографического способа измерения макронапряжений // Заводская лаборатория. 1984. № 7. С. 20-29.

44. Сайдахмедов P. X., ЯгодкинЮ. Д., КарпманМ. Г., Костина М. В. Исследование напряженного состояния в ионно-плазменных покрытиях // Металловедение. 2002. № 8. С. 12-16.

45. Fortuna S. V., Sharkeev Yu. P., Perry A. J., Matossian J. N., Shulepov I. A. Microstructural features of wear-resistant titanium nitride coatings deposited by different methods // Thin Solid Films. 2000. V. 377 - 378. - P. 512 - 517.

46. Козлов Э.В., Лычагин Д.В., Попова H.A., Тришкина Л.И., Конева H.A. Даль-нодействующие поля напряжений и их роль в деформации структурно-неоднородных материалов // Физика прочности гетерогенных материалов. Ленинград: ФТИ, 1988. - С. 3-13.

47. Зеегер А. Механизмы скольжения и упрочнения в кубических гранецентри-рованных и гексагональных плотноупакованных материалах // Дислокации и механические свойства кристаллов. М: ИИЛ, 1960. - С. 179-268.

48. Конева H.A., Козлов Э.В., Попова H.A. и др. Структура и источники дально-действующих полей напряжений ультрамелкозернистой меди // Структура, фазовые превращения и свойства нанокристаллических сплавов. Екатеринбург УрОРАН, 1997.-С. 125-140.

49. Мадер С., Зеегер А., Лейтц К. Деформационное упрочнение и распределение дислокаций в ГЦК-металлах // Структура и механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1967. С. 9-41.

50. Конева Н.А., Тришкина JI. И., Козлов Э.А. Спектр и источники полей внутренних напряжений в деформированных металлах и сплавах // Известия Академии Наук. Серия физическая. 1998. - Том 62. - № 7. - С. 1350 - 1356.

51. Конева H.JL, ЛычагинД.В., Теплякова Л.А., Козлов Э В. Разворот кристаллической решетки и стадии пластической деформации // Экспериментальное исследование и теоретическое описание дисклинаций. Ленинград: ФТИ, 1984. -С. 161-167.

52. Громов В.Е., Козлов Э.В. Базайкин B.IL, Целлермаер В.Я., Иванов Ю.Ф., Игнатенко Л.Н., Попова Н.А., Чинокалов В.Я., Полторацкий Л.М., Заки-ровД.М. Физика и механика волочения и объемной штамповки. М.: Недра, 1997.-293с.

53. Коротаев А.Д., Тюменцев А.Н., Пинжин Ю.П. Активация и характерные типы дефектных субструктур мезоуровня пластичекого течения высокопрочных материалов // Физическая мезомеханика. 1998. - Т. 1. - С. 23-35.

54. К. Nieh, J. N. Matossian and F. G. Krajenbrink. Plasma-Enhanced, Magnetron-Sputtered Deposition (PMD) of Materials. U.S. Patent No. 5, 346, 600,1994.

55. Fortuna S. V., Sharkeev Yu. P., Perry A. J., Matossian J. N., Shulepov I. A. Microstructural features of wear-resistant titanium nitride coatings deposited by different methods // Thin Solid Films. 2000. - V. 377-378. - P. 512 - 517.

56. Perry A. J., Geist D.E., Narasimhan K., Treglio J.R.-On state of stresses in the surface of ground cemented carbide before and after metal ion implantation // Surface & Coatings Technology. 1996. - V. 86 - 87. - P. 364 - 371.

57. Рябчиков А.И. Устройство для очистки плазмы дугового испарителя от микрочастиц. / Патент России RU 2108636 Cl.- 1998.

58. Твердые сплавы. Баженов М. Ф., Байчман С. Г., Карначев Д. К. Справочник. М.: Металлургия. - 1978. - с. 184.

59. Марочник сталей и сплавов / M. М. Колосков, Е. Т. Долбенко, Ю. В. Каширский и др.; под общей ред. А. С. Зубченко. М.: Машиностроение, -2001.-672 с.

60. Материаловедение. Методы анализа, лабораторные работы и задачи // Геллер Ю. А., Рахштадт А. Г. М.: Металлургия, - 1989. - 456 с.

61. Чечулин Б. Б. и др. Титановые сплавы в машиностроении // -Л.: Машиностроение. 1977. - 248 с.

62. Солонина О. П. Жаропрочные сплавы. М.: Металлургия. - 1976. - 446 с.

63. Braun I. G., Galvin J. E, McGill R. A. MEWA-4 // Appl. Phys. Lett. 1985. -V.61.-p. 358.

64. Brown G. Advances in metal ion sources // Nucl. Instr. Meth. 1989. - vol. В 37 -38.-p. 68 -73.

65. Treglio J. R., Perry A. J., Stinner R. J. The economics of metal ion implantation // Surface & Coatings Technology 1994.-V. 65. - p. 184 - 188.

66. Bull S. J., Sharkeev Yu. P., Fortuna S. V., Shulepov I. A., Perry A. J. Mechanism of improvement of TiN-coated tool life by nitrogen implantation // J. Mater. Res., -V. 16,No. 11,-2001,-P. 3293-3303.

67. Абросимов В. Г., Лапцевич В. H. Способ оценки адгезионной стойкости упрочняющих покрытий к водородному износу / Описание изобретения к патенту Российской Федерации RU 2037807 Cl. 1992.

68. Реутов В. Ф., БагаеваН. В., Подилько А. Н. Устройство "Микрон" и способ приготовления объектов для ПЭМ из высокорадиоактивных материалов. Алма-Ата, 1987. - 15 с./ Препринт института ядерной физики № 5-87.

69. Практические методы в электронной микроскопии / Под ред. Одри М. Глоэра: пер. с англ. / Под ред. В. Н. Верцнера. Л.: Машиностроение, - 1980. - 375 с.

70. Металлографическое травление металлов и сплавов: Справ. Изд. Баранова Л. В., Демина Э. Л. М.: Металлургия, - 1986. - 256 с.

71. Дедков B.C., Иванов Ю.Ф., Лопатин В.В. Устройство ионного травления образцов для электронной микроскопии // Заводская лаборатория. 1992. - т. 58. -№ 11.-С. 38-39.

72. Sharkeev Yu. P., Perry A. J., Fortuna S. V. A transmission electron microscope study of the long-range effect in titanium nitride after ion implantation // Surface & Coatings Technology. 1998.- V. 108-109. - P. 419-424.

73. Электронограммы и их интерпретация / К. Эндрюс, Д. Дайсон, С. Киоун: пер. с англ. М. П. Усикова / Под ред. Л. Г. Орлова. М.: Мир, 1971. - 256 с.

74. Вайнштейн Б. К. Структурная электронография // М.: Изд-во АН СССР, -1956.-313 с.

75. Электронная микроскопия тонких кристаллов / П. Хирш, А. Хови, Р. Николсон, Д. Пешли, М. Уэлан: пер. с англ. / Под ред. Л. М. Утевского. М.: Мир, 1968. - 574 с.

76. Beak W. S., Kwon S. С., Lee S. R., Rha J. J., Nam K. S, Lee J. Y. A study of interfacial structure between the TiN film and the iron nitride layer in a duplex plasma surface treatment // Surface & Coatings Technology. 1999. - V. 114. - p. 94 - 100.

77. Завлутдинов P. X., Городецкий A. E., Захаров А. П. Структура и морфология покрытий из нитрида титана на никеле и коррозионно-стойкой стали // Материаловедение. 2002. № 5. - С. 44 - 48.

78. Бушнев Л. С., Колобов Ю. Р., Мышляев М. М. Основы электронной микроскопии. Томск: Изд-во Том. Ун-та. 1989. - 218 с.

79. Современная кристаллография (в четырех томах). Том 1. Симметрия кристаллов. Методы структурной кристаллографии. / Б. К. Вайнштейн. М.: Наука, 1979. - 384 с.

80. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении / Л. М .Утевский. М.: Металлургия, 1973,-584 с.

81. Иванов Ю. Ф., Игнатенко Л. Н., Пауль А. В., Козлов Э. В. Электронно-микроскопический дифракционный анализ ультрадисперсных материалов // Заводская лаборатория. 1992. № 12. - С. 38-40.

82. Иванов Ю. Ф., Пауль А. В., Конева Н. А., Дедов Н. В., Козлов Э. В. Электронно-микроскопический анализ нанокристаллических материалов // ФММ. -1991. №7.-С. 206-208.

83. Конева Н. А., Козлов Э. В. Природа субструктурного упрочнения // Известия ВУЗов. Физика, 1982, № 8. - С. 3-14.

84. Изломы конструкционных сталей: Справ. Изд. Герасимова Л. П., Ежов А. А., Маресев М. И. М.: Металлургия, 1987. - 272 с.

85. Салтыков С. А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1976. -271 с.

86. Гончиков В. Ч., Тюменцев А. Н., Коротаев А. Д., Пинжин Ю. П., Тюменце-ва С. Ф. Микроструктура полос переориентации в высокопрочных ниобиевых сплавах с ультрадисперсными частицами неметаллической фазы // ФММ, -1987, т. 63, вып. 3, - С. 598 - 603.

87. Тюменцев А. Н., Коротаев А. Д., Гончиков В. Ч. и др. Закономерности формирования субструктуры в высокопрочных дисперсноупрочненных сплавах // Известия вузов. Физика, -1991, №3, - С. 81 -92.

88. Сафаров А. Ф. Высоконеравновесные фазово-структурные состояния в металлических сплавах после ионной имплантации и в ионно-плазменных покрытиях нитрида титана // Диссертационная работа на соискание ученой степени к. ф.-м. н. Томск. - 1998, - 204 с.

89. Tjong S.C., Chen Н. Nanocrystalline materials and coatings // Materials Science and Engineering R. 2004. vol. 45, - P. 1 - 88.

90. Purushotham K. P., Ward L. P., Brack N., PigramP. J., Evans P., NoormanH., Manory R. R. Tribological studies of Zr-implanted PVD TiN coatings deposited on stainless steel substrates//Wear. 2003. - V. 254. - P. 589 - 596.

91. Дисперсное упрочнение тугоплавких металлов / Коротаев А. Д., Тюмен-цев А. Н., Суховаров В. Ф. Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1989. - 211 с.

92. Рябчиков А.И., Степанов И.Б. Устройство для очистки плазмы дугового испарителя от микрочастиц (его варианты). Патент России RU 2097868 С1. -1998.

93. Диаграммы состояния двойных металлических систем. В 3 т.: Т 3. Кн. 1. / Под общ. Ред. Н. П. Лякишев. М.: Машиностроение. 1996. - 880 с.

94. Вол А. Е. Строение и свойства двойных металлических систем. М.- 1959, -т. 1.-146 с.

95. Бай А. С., Лайпер Д. И., Слесарева Е. Н., Цыпин М. И. Окисление титана и его сплавов. Металлургия, 1970, - 320 с.

96. Wada К., Yoshiya M., Yamaguchi N., Matsubara H. Texture and microstructure of Zr02 4 mol % Y203 layers obliquely deposited by EB-PVD // Surface & Coatings Technology. - 2006. - V. 200. - P. 2725 - 2730.

97. Geist D.E., Perry A. J., Treglio J.R., Valvoda V., Rafaja D. Residual stress in ion implanted titanium nitride studied by parallel beam glancing incidence X-ray diffraction // The Rigaku Journal. 1994. - V. 11. - No. 2. - P. 9-14.

98. Perry A.J., Treglio J.R., Schaffer J.P., BrunnerJ., Valvoda V., Rafaja D. Nondestructive study of the ion-implantation-affected zone (the long-range effect) // Surface & Coatings Technology. 1994. - V. 66. - P. 377 - 383.

99. Geist D.E., Perry A.J., Treglio J.R., Valvoda V., Rafaja D. Residual stress in ion implanted titanium nitride studied by parallel beam glancing incidence X-ray diffraction // Adv. X-ray Anal. 1995. - V. 38. - P. 471-478.

100. Perry A. J., Geis D.E. Residual stress and integral strain distribution in yttrium implanted titanium nitride // Vacuum. 1997. - V. 48. - P. 833-838.

101. Perry A.J., Manory R.R., Nowak R., Rafaja D. Port treatment of titanium nitride by ion implantation // Vacuum. 1998. - V. 49. - P. 89-95.

102. Perry A. J., Geist D.E. On the residual stress profile developed in titanium nitride by ion implantation // Nucl. Instr. Meth. 1997. - V. В 127 - 128. - P. 967-971.

103. Perry A.J., GeistD.E. High compressive stresses in titanium nitride made by CVD and post-implanted with yttrium ion // Surface & Coatings Technology. 1997. -V. 94-95.-P. 309-314.

104. Perry A.J., Geist D.E., Rafaja D. Residual stress in cemented carbide following a coating process and after an ion implantation post-treatment of the coating // Surf. Coat. Techn. 1998. - V. 108-109. - P. 225 - 229.

105. Treglio J. R., Magnuson G. D., Stinner R. J. // Surface & Coatings Technology, V. 51,- 1992,-P. 546- 551.

106. ГирсоваН. В., Гриценко Б. П., ШаркеевЮ. П., Рябчиков А. И., Тайла-шевА. С., Фортуна С. В., Козлов Э. В. Структурно-фазовые превращения в сплаве Ni3Fe при высокодозной ионной имплантации // Известия ВУЗов. Физика. -.1998.-№11.-С. 15-24.

107. Фортуна С. В., ШаркеевЮ. П. Структура нанокристаллических и субмикрокристаллических нитридных покрытий // Материаловедение, 2002, № 12, -С. 33 38.

108. Миркин JI. И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. Под редакцией проф. Я. С. Уманского. М.: Гос. из-во физ.-мат. литературы. 1961.- 863 с.

109. Sharkeev Yu. P., Gritsenko В. P., Fortuna S. V., Perry A. J. Modification of metallic materials and hard coatings using metal ion implantation // Vacuum. 1999. -V. 52. -P. 247 254.

110. Шаркеев Ю. П., Колупаева С. Н., Гирсова Н. В., Вихорь Н. А., Фортуна С. В, Попов Л. Е., Козлов Э. В. Эффект дальнодействия в металлах при ионной имплантации//Металлы. 1998. -№ 1.- С. 109 115.