ЭВОЛЮЦИЯ СТРУКТУРЫ МЕДНЫХ ПОКРЫТИЙ, ОСАЖДЕННЫХ ИЗ ПЛАЗМЫ ИМПУЛЬСНОЙ ВАКУУМНОЙ ДУГИ ПРИ ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ РАБОТЫ

Аннотация

Работа посвящена исследованию структуры слоев металлов, осажденных из плазмы вакуумной дуги. В условиях высоких градиентов температурных полей и плотности термической  плазмы дуги,   покрытия формируются с неоднородной структурой, пористые, с каплями металла на поверхности. Исследование  слоев металлов,  осажденных из термической плазмы, актуально в  связи необычными свойствами и своеобразной структурой этих покрытий. Цель нашего исследования проследить эволюцию структуры покрытия из  меди, осажденного из плазмы вакуумной дуги при  импульсном режиме работы. Особенность метода в том, что импульсный режим предполагает  малое  энергопотребление, поэтому  он более   экономичный, чем стационарная дуга, однако характерные физические особенности дуговой плазмы сохраняются. Практической целью  является  осаждение  тонкого слоя из меди на алюминии для применения в энергетике. В результате опытов, за время осаждения 15-40 мин наблюдали процесс существенного уплотнения  слоя меди на поверхности алюминиевых подложек. Проведен  анализ влияния времени осаждения  на размер поверхностных дефектов. До 30 мин осаждения в покрытии наблюдали формирование высокодисперсной структуры из наноразмерных сферических образований, после 30 мин трансформацию структуры покрытия в толстый слой с высокой однородностью. Такое поведение может быть объяснено изначально формированием покрытия слоями из наноразмерной пыли. При изменении температуры подложки происходит укрупнение и распад кластеров, сопровождающих фазовые переходы.  Сопутствующим нежелательным фактором наблюдали выделение  фаз оксидов металлов.  Развитие данного направления исследований необходимо в связи с тем, что в импульсных дугах достигается высокая скорость осаждения слоев, поэтому необходимо улучшать свойства покрытий, развивая данный метод.