RU2308538C1 - Device for applying multi-layer coatings - Google Patents
Device for applying multi-layer coatings Download PDFInfo
- Publication number
- RU2308538C1 RU2308538C1 RU2006121379/02A RU2006121379A RU2308538C1 RU 2308538 C1 RU2308538 C1 RU 2308538C1 RU 2006121379/02 A RU2006121379/02 A RU 2006121379/02A RU 2006121379 A RU2006121379 A RU 2006121379A RU 2308538 C1 RU2308538 C1 RU 2308538C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mpc
- coating
- vacuum chamber
- carousel
- coatings
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вакуумной ионно-плазменной технике, предназначенной для нанесения многослойных нанометрических покрытий с периодической структурой (покрытия superlattice) и используемой для модификации поверхностей материалов и изделий в инструментальном производстве, в машино- и приборостроении, и других областях.The invention relates to a vacuum ion-plasma technique intended for applying multilayer nanometric coatings with a periodic structure (superlattice coatings) and used to modify the surfaces of materials and products in tool production, in machine and instrument making, and other fields.
Покрытия superlattice являются нанометрическими многослойными покрытиями, состоящими из двух различных периодически чередующихся нанослоев с периодом (толщиной бислоя), находящимся в диапазоне от 1 до 10 нм. Слои покрытия superlattice могут быть металлическими и/или керамическими слоями (нитридами, карбидами или оксидами различных металлов). Общая твердость покрытий superlattice, как правило, превосходит твердость материалов отдельных компонентов бислоя. Это позволяет, комбинируя различные материалы компонентов бислоя, получать сверхтвердые покрытия, (т.е. покрытия, твердость которых составляет >40ГПа). Сверхтвердые покрытия superlattice имеют, как правило, керамические нанослои. Наряду со сверхвысокой твердостью покрытия superlattice обладают повышенной вязкостью и пониженным уровнем внутренних напряжений, что увеличивает адгезию покрытия к подложке и представляет особую важность для применения покрытий при интенсивных режимах металлообработки. Весьма подробное описание свойств и возможностей покрытий superlattice дано в обзоре [1].Superlattice coatings are nanometric multilayer coatings consisting of two different periodically alternating nanolayers with a period (bilayer thickness) ranging from 1 to 10 nm. The superlattice coating layers can be metal and / or ceramic layers (nitrides, carbides or oxides of various metals). The overall hardness of superlattice coatings generally exceeds that of the individual components of the bilayer. This allows, by combining various materials of the components of the bilayer, to obtain superhard coatings (i.e. coatings whose hardness is> 40 GPa). Superhard superlattice coatings are usually ceramic nanolayers. Along with the ultrahard hardness, superlattice coatings have an increased viscosity and a lower level of internal stresses, which increases the adhesion of the coating to the substrate and is of particular importance for the use of coatings under heavy metal processing conditions. A very detailed description of the properties and capabilities of superlattice coatings is given in the review [1].
К настоящему времени доказано, что наиболее успешными для нанесения покрытий superlattice в промышленном производстве покрытий являются PVD-методы, среди которых наиболее эффективным является несбалансированное магнетронное распыление [2]. Данный метод позволяет обеспечивать в процессе осаждения покрытия низкоэнергетическую ионную бомбардировку, необходимую для формирования плотной твердой структуры с контролируемой кристаллической ориентацией и, вместе с тем, полностью исключает наличие в покрытиях микрокапельной фазы свойственной, например, вакуумно-дуговому испарению.To date, it has been proven that PVD methods are the most successful for superlattice coatings in the industrial coating industry, among which the most effective is unbalanced magnetron sputtering [2]. This method makes it possible to ensure the low-energy ion bombardment necessary for the formation of a dense solid structure with a controlled crystalline orientation during coating deposition and, at the same time, completely eliminates the presence of a microdroplet phase in coatings, which is characteristic, for example, of vacuum-arc evaporation.
Одной из наиболее известных и широко используемых в настоящее время промышленных установок для нанесения покрытий superlattice является установка НТС 1000-4 ABS [3]. Установка содержит вакуумную камеру, в центре которой находится карусельное устройство с планетарным механизмом для размещения изделий-подложек. Снаружи карусельного устройства параллельно и симметрично оси его вращения размещены четыре прямоугольные магнетронные распылительные системы (МРС), снаряженные мишенями, выполненными из различных материалов, в зависимости от строения получаемого многослойного покрытия. Несбалансированный эффект магнетронов достигается посредством использования внешних электромагнитных катушек, окружающих магнетроны. Магнитные поля катушек соседних магнетронов имеют противоположную полярность и создают замкнутое магнитное поле для увеличения плотности плазмы в зоне нанесения покрытий. Распыление мишеней выполняется в смешанной атмосфере N2 и Ar в режиме управления давлением. Многослойная периодическая структура покрытий superlattice достигается посредством последовательного облучения покрываемых поверхностей изделий-подложек потоками атомов, испускаемых из четырех катодов-мишеней. В зависимости от предварительно выбранной мощности, подаваемой на мишени от системы электропитания МРС, парциального давления реактивного газа, обеспечиваемого системой напуска и контроля рабочих газов и заданной скорости вращения карусельного устройства, наносятся покрытия superlattice с определенным периодом.One of the most famous and currently widely used industrial superlattice coating plants is the NTS 1000-4 ABS unit [3]. The installation contains a vacuum chamber, in the center of which is a carousel with a planetary mechanism for placing substrate products. On the outside of the carousel, parallel to the axis of rotation, four rectangular magnetron sputtering systems (MPCs) are equipped with targets made of various materials, depending on the structure of the resulting multilayer coating. The unbalanced effect of magnetrons is achieved through the use of external electromagnetic coils surrounding the magnetrons. The magnetic fields of the coils of adjacent magnetrons are of opposite polarity and create a closed magnetic field to increase the plasma density in the coating zone. Sputtering of targets is performed in a mixed atmosphere of N 2 and Ar in the pressure control mode. The multilayer periodic structure of superlattice coatings is achieved by sequentially irradiating the coated surfaces of the substrate products with atomic fluxes emitted from the four target cathodes. Superlattice coatings with a certain period are applied depending on the pre-selected power supplied to the targets from the MPC power supply system, the partial pressure of the reactive gas provided by the inlet and control system of the working gases and the given rotation speed of the carousel device.
Основными недостатками вышеописанной установки являются следующие.The main disadvantages of the above installation are as follows.
а) При перемещении изделий-подложек от одной магнетронной системы к другой они проходят переходную зону, в которой происходит пересечение потоков атомов, распыляемых с соседних мишеней, в результате чего между нанослоями покрытия superlattice образуется смесевой переходный субслой, который приводит к снижению механических свойств покрытия [4]. Этот эффект согласуется с моделью Chu и Barnett [5], предсказывающей максимум твердости, в случае когда границы между нанослоями являются тонкими.a) When moving substrate products from one magnetron system to another, they pass through the transition zone, in which the flows of atoms sprayed from neighboring targets intersect, as a result of which a mixed transition sublayer forms between the superlattice nanolayers, which reduces the mechanical properties of the coating [ four]. This effect is consistent with the Chu and Barnett model [5], which predicts the maximum hardness in the case when the boundaries between nanolayers are thin.
б) При прохождении зоны нанесения каждого слоя покрытия подложка движется по выпуклой относительно распыляемой мишени дуге окружности. При этом по мере удаления подложки от плоскости симметрии мишени расстояние от подложки до мишени непрерывно увеличивается, что приводит к уменьшению плотности потока осаждаемых атомов, и одновременно изменяется ориентация атомов осаждаемых на поверхность подложки - от перпендикулярного к подложке направления, оптимального для формирования плотной структуры, до неблагоприятных касательных направлений. Особенно сильно это проявляется для односторонних подложек, нанесение покрытий на которые проводится, как правило, с одним вращением, с целью сокращения времени нанесения покрытия заданной толщины и, следовательно, снижения себестоимости покрытия. Это приводит к неоднородным условиям нанесения покрытия, в результате чего ухудшается адгезия и структура наносимого слоя покрытия.b) When passing through the deposition zone of each coating layer, the substrate moves along a circular arc convex relative to the sprayed target. In this case, as the substrate moves away from the symmetry plane of the target, the distance from the substrate to the target increases continuously, which leads to a decrease in the flux density of the deposited atoms, and at the same time, the orientation of the atoms deposited on the substrate surface changes from the direction perpendicular to the substrate, which is optimal for the formation of a dense structure, to adverse tangent directions. This is especially pronounced for single-sided substrates, the coating of which is carried out, as a rule, with one rotation, in order to reduce the time of coating of a given thickness and, therefore, reduce the cost of coating. This leads to heterogeneous coating conditions, resulting in deterioration of adhesion and structure of the applied coating layer.
Наиболее близкой к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для нанесения многослойных нанометрических покрытий superlattice, описанная в статье [6], которая выбрана в качестве прототипа. Установка содержит вакуумную камеру, в центре которой расположен цилиндрический вращающийся держатель для размещения изделий-подложек, две несбалансированные прямоугольные МРС, выполненные на постоянных магнитах, размещенные симметрично и параллельно оси вращения карусельного устройства и снаряженные различными по составу мишенями, систему электропитания МРС, систему напуска рабочих газов в вакуумную камеру, источник отрицательного относительно плазмы электрического смещения для вышеупомянутых изделий. Несбалансированные МРС выполнены на постоянных магнитах, имеют противоположную полярность и формируют замкнутое магнитное поле.Closest to the claimed invention in technical essence and the achieved result is the installation for applying multilayer nanometric coatings superlattice, described in article [6], which is selected as a prototype. The installation contains a vacuum chamber, in the center of which there is a cylindrical rotating holder for placing substrate products, two unbalanced rectangular MPCs made with permanent magnets, placed symmetrically and parallel to the axis of rotation of the carousel device and equipped with various targets in composition, MPC power supply system, worker's inlet system gases into the vacuum chamber, a source of negative relative to the plasma electric displacement for the above products. Unbalanced MRS are made with permanent magnets, have opposite polarity and form a closed magnetic field.
В этой установке образование переходного смесевого субслоя между слоями покрытия superlattice уменьшается благодаря экранировке атомного потока цилиндрическим держателем, выполненным диаметром и длиной превышающими соответственно ширину и длину мишени магнетрона или установленным на держателе прямоугольным экраном с размерами, превышающими соответствующие размеры мишени. Однако такое решение не исключает перемешивание атомных потоков, особенно при работе на повышенных давлениях (0,5-1,0 Па) вследствие рассеивания атомов металла на молекулах рабочего газа. Кроме того, экран или цилиндрический держатель увеличенного диаметра уменьшают рабочую зону для размещения изделий-подложек, особенно объемных, требующих организации второго (планетарного) вращения, что существенно уменьшает загрузку изделий и, соответственно, производительность установки. Вместе с тем, этой установке также присущи описанные выше в п.б) недостатки, связанные с неоднородными условиями нанесения покрытий при прохождении подложки мимо магнетронов.In this setup, the formation of a transitional mixed sublayer between the superlattice coating layers is reduced due to the screening of the atomic flow by a cylindrical holder made with a diameter and a length exceeding the width and length of the magnetron target, respectively, or a rectangular screen mounted on the holder with dimensions exceeding the corresponding dimensions of the target. However, this solution does not exclude the mixing of atomic flows, especially when operating at elevated pressures (0.5-1.0 Pa) due to the dispersion of metal atoms on the molecules of the working gas. In addition, a screen or a cylindrical holder with an increased diameter reduces the working area for placement of substrate products, especially bulky ones, requiring the organization of a second (planetary) rotation, which significantly reduces the load of the products and, accordingly, the productivity of the installation. At the same time, this setup is also characterized by the disadvantages described above in b) associated with inhomogeneous coating conditions when the substrate passes by magnetrons.
Задачей изобретения является повышение качества и механических свойств многослойных нанометрических покрытий, расширение функциональных возможностей установки по получению новых многофазных многослойных нанометрических покрытий, а также увеличение производительности установки.The objective of the invention is to improve the quality and mechanical properties of multilayer nanometric coatings, expand the functionality of the installation to obtain new multiphase multilayer nanometric coatings, as well as increase the productivity of the installation.
Поставленная задача достигается тем, что в установке для нанесения многослойных нанометрических покрытий с периодической структурой методом магнетронного распыления, содержащей вакуумную камеру, в центре которой расположено карусельное устройство для размещения изделий-подложек, по меньшей мере две прямоугольные несбалансированные магнетронные распылительные системы (МРС), выполненные на постоянных магнитах, размещенные симметрично и параллельно оси вращения карусельного устройства и снаряженные различными по составу мишенями, систему электропитания МРС, систему напуска и контроля давления рабочих газов, источник отрицательного относительно плазмы напряжения смещения для вышеупомянутых изделий, МРС имеют одинаковую полярность и размещены внутри карусельного устройства так, что нормали к поверхности мишеней МРС направлены по радиусам карусельного устройства в сторону от оси его вращения, при этом напротив каждой МРС, по другую сторону от карусельного устройства, размещен магнитный узел противоположной полярности, система электропитания МРС, соединенная с МРС, и источник напряжения смещения, соединенный с карусельным устройством и системой электропитания МРС, выполнены импульсными и снабжены устройствами дугогашения, а источник напряжения смещения снабжен устройством синхронизации работы системы электропитания МРС.The problem is achieved in that in the installation for applying multilayer nanometric coatings with a periodic structure by the method of magnetron sputtering, containing a vacuum chamber, in the center of which is located a carousel device for placing substrate products, at least two rectangular unbalanced magnetron sputtering systems (MPC), made with permanent magnets, placed symmetrically and parallel to the axis of rotation of the carousel device and equipped with targets of different composition, with to the power supply system of the MPC, a system for admitting and monitoring the pressure of the working gases, a source of bias voltage negative for the aforementioned products, the MPCs have the same polarity and are placed inside the carousel so that the normals to the surface of the targets of the MPC are directed along the radii of the carousel device away from the axis of rotation in this case, opposite each MPC, on the other side of the carousel, there is a magnetic node of opposite polarity, the MPC power supply system connected to the MP C, and the bias voltage source connected to the rotary device and the MPC power supply system is made pulse and equipped with arc suppression devices, and the bias voltage source is equipped with a synchronization device of the MPC power supply system.
Задача достигается также за счет того, что магнитный узел выполнен на постоянных магнитах, имеет прямоугольную форму, размещен параллельно относительно мишени соответствующей МРС на внутренней или внешней стороне стенки упомянутой в п.1 вакуумной камеры и имеет размеры, равные или превышающие соответствующие размеры мишени МРС, при этом в случае размещения магнитного узла внутри вакуумной камеры магнитный узел выполнен электрически изолированным, а в случае размещения магнитного узла снаружи вакуумной камеры на внутренней поверхности вакуумной камеры напротив мишени соответствующей МРС установлен электрически изолированный экран.The task is also achieved due to the fact that the magnetic assembly is made with permanent magnets, has a rectangular shape, is placed parallel to the target of the corresponding MPC on the inner or outer side of the wall of the vacuum chamber mentioned in
Кроме того, задача достигается за счет того, что при размещении внутри карусельного устройства более двух МРС между ними симметрично относительно оси вращения карусельного устройства, вдоль радиусов, до границы зоны размещения изделий-подложек установлены электрически изолированные плоские разделительные экраны.In addition, the task is achieved due to the fact that when placing more than two MPCs inside the carousel device between them symmetrically with respect to the axis of rotation of the carousel device, electrically isolated flat dividing screens are installed along the radii to the border of the zone of placement of the substrate products.
И наконец, задача достигается дополнительно за счет того, что при нанесении покрытий на изделия-подложки с планетарным вращением карусельное устройство выполнено по схеме "неподвижное центральное зубчатое колесо - шестерня узла вращения изделия", при этом планетарный механизм имеет передаточное отношение не менее 4.And finally, the task is achieved additionally due to the fact that when applying coatings on substrate products with planetary rotation, the carousel device is made according to the scheme "fixed central gear wheel - gear unit rotation of the product", while the planetary mechanism has a gear ratio of at least 4.
На фиг.1 изображена схема установки с двумя МРС, выполненной согласно данному изобретению, на фиг.2 - схема осаждения покрытий, на фиг.3 - схема варианта установки с четырьмя МРС, на фиг.4 - микрофотография поперечного разреза покрытия superlattice TiN/NbN, полученного на установке с двумя МРС, выполненной согласно данному изобретению.Figure 1 shows a diagram of the installation with two MPC, made according to this invention, figure 2 is a deposition scheme of coatings, figure 3 is a diagram of a variant of the installation with four MPC, figure 4 is a micrograph of a cross section of a coating superlattice TiN / NbN obtained in the installation with two MPC, made according to this invention.
Установка для нанесения многослойных нанометрических покрытий с периодической структурой, изображенная на фиг.1, содержит вакуумную камеру 1, карусельное устройство 2 с осью вращения О для размещения изделий-подложек, две несбалансированные МРС 3 с ответными магнитными узлами 4, систему электропитания МРС в виде двух импульсных блоков питания 5 с устройствами дугогашения 6, импульсный источник отрицательного напряжения смещения 7 с устройством дугогашения 8 и устройством синхронизации 9, систему напуска и контроля давления рабочих газов 10. Импульсные блоки питания 5 через устройства дугогашения 6 соединены электрической связью с несбалансированными МРС 3. Импульсный источник напряжения смещения 7 через устройство дугогашения 8 электрически соединен с карусельным устройством 2 для подачи отрицательного относительно плазмы напряжения смещения на изделия-подложки и, через устройство синхронизации 9, с импульсными блоками питания 5 для обеспечения их синхронной работы.The installation for applying multilayer nanometric coatings with a periodic structure, shown in figure 1, contains a
Обе МРС 3 выполнены на постоянных магнитах и имеют одинаковую полярность, что обеспечивает при их близком размещении «спиной к спине» в центре вакуумной камеры, за счет взаимодействия однополярных периферийных магнитных полей, вытеснение магнитных силовых линий в направлении оси зоны распыления магнетронов. Вместе с тем ответные магнитные узлы 4, также выполненные на постоянных магнитах, имеют противоположную, относительно соответствующих МРС 3, полярность. Вышеописанное распределение полярности МРС и ответных магнитных узлов создает в зоне нанесения покрытий (два сектора с углом ~90°, имеющие центр на оси вращения карусельного устройства и ось симметрии, совпадающую с нормалью к центру поверхности мишеней) замкнутое магнитное поле с величиной магнитной индукции, превышающей 100 Гс. Следует отметить, что ответные магнитные узлы 4 каждой МРС выполнены изолированными от анода МРС, что уменьшает отток электронов из плазмы, увеличивая тем самым ионизацию в зоне нанесения покрытия.Both
Вышеописанная схема магнетронных распылительных систем с ответными магнитными узлами обеспечивает при работе магнетронов плотную ионизированную плазму с отношением ион к атому ni/na, изменяющимся в диапазоне от 2 до 8. При этом нижняя граница диапазона соответствует угловым границам сектора, а максимальное значение реализуется на оси симметрии магнетронов. Как показывает практический опыт получения тонкопленочных керамических покрытий, при ni/nа>2 плотная структура покрытия с высокими механическими свойствами может быть сформирована при низких величинах подаваемого на изделия напряжения смещения, составляющих 50-80 В. Это обстоятельство является исключительно важным для промышленного применения покрытий, например в металлообработке, где одной из основных характеристик покрытия является его адгезионная прочность. Уменьшение отрицательного относительно плазмы напряжения смещения, подаваемого на изделия, приводит к уменьшению энергии ионов, бомбардирующих поверхность осаждаемого покрытия. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению возникающих в твердом покрытии внутренних сжимающих напряжений и увеличению адгезионной прочности покрытия. Тем самым повышается качество покрытия.The above-described scheme of magnetron sputtering systems with reciprocal magnetic units provides a dense ionized plasma with the ratio of ion to atom n i / n a varying in the range from 2 to 8. During operation of the magnetrons, the lower end of the range corresponds to the angular boundaries of the sector, and the maximum value is realized by axis of symmetry of magnetrons. As the practical experience of producing thin-film ceramic coatings shows, at n i / n a > 2, a dense coating structure with high mechanical properties can be formed at low bias voltages applied to the products of 50-80 V. This is extremely important for industrial applications coatings, for example in metal processing, where one of the main characteristics of the coating is its adhesive strength. A decrease in the bias negative bias voltage applied to the products leads to a decrease in the energy of ions bombarding the surface of the deposited coating. This, in turn, leads to a decrease in the internal compressive stresses arising in the hard coating and to an increase in the adhesive strength of the coating. This improves the quality of the coating.
Размещение магнетронов в центре карусельного устройства согласно схеме, показанной на фиг.1, создает наиболее благоприятные условия для нанесения покрытий superlattice с тонкими границами, ввиду полного отсутствия пересечения разнородных атомных потоков в зоне нанесения покрытия - направления максимальной плотности потоков атомов, распыляемых с различных мишеней диаметрально противоположны, а эффекты перемешивания потоков за счет рассеивания атомов молекулами рабочего газа в диапазоне рабочих давлений менее 1 Па при данном направлении потоков крайне несущественны. В результате чего между нанослоями покрытия полностью отсутствует смесевой переходный слой, приводящий к снижению механических свойств покрытия. Тем самым обеспечивается повышение механических свойств покрытия (твердости, вязкости и др.).The arrangement of magnetrons in the center of the carousel device according to the scheme shown in Fig. 1 creates the most favorable conditions for applying superlattice coatings with thin boundaries, due to the complete absence of intersection of heterogeneous atomic fluxes in the coating zone — the direction of the maximum density of atomic fluxes sprayed from different targets diametrically are opposite, and the effects of mixing flows due to atom scattering by the molecules of the working gas in the range of working pressures less than 1 Pa for a given direction along shackles extremely insignificant. As a result, a mixed transition layer is completely absent between the nanolayers of the coating, leading to a decrease in the mechanical properties of the coating. This ensures an increase in the mechanical properties of the coating (hardness, viscosity, etc.).
Вместе с тем, данная схема размещения магнетронов создает наиболее благоприятные условия осаждения покрытий на изделия с односторонней рабочей поверхностью (например, штампы, литейные формы и т.п.), покрытие которых осуществляется с использованием одного вращения с фиксацией изделия на карусельном устройстве рабочей поверхностью к мишени магнетрона (фиг.2). При движении изделия в зоне нанесения покрытия (отмечена штриховкой) рабочая поверхность изделия везде ориентирована практически перпендикулярно потоку осаждаемых атомов (на краях зоны отклонения от нормали составляют не более 10°), что является одним из оптимальных условий для формирования плотной структуры покрытия. Таким образом, повышается качество структуры формирующихся нанослоев и, тем самым, механические свойства покрытий superlattice.At the same time, this arrangement of magnetrons creates the most favorable conditions for the deposition of coatings on products with a one-sided working surface (for example, dies, foundry molds, etc.), the coating of which is carried out using one rotation with fixing the product on the rotary device with the working surface to magnetron target (figure 2). When the product moves in the coating zone (marked by hatching), the product’s working surface is always oriented almost perpendicular to the flow of deposited atoms (at the edges of the zone deviations from the normal are no more than 10 °), which is one of the optimal conditions for the formation of a dense coating structure. Thus, the quality of the structure of the forming nanolayers and, thus, the mechanical properties of the superlattice coatings are improved.
Опыт разработки технологий нанесения различных покрытий superlattice показывает, что качество этих покрытий в значительной степени зависит от устойчивой работы МРС в течение всего процесса нанесения покрытия. Срывы магнетронов в дуговой разряд, появление микродуговых разрядов на изделиях в процессе роста покрытия приводят к дефектам ("пропуски" нанослоев, включения микрочастиц, привнесенных дуговым разрядом, и др.) в формирующейся наноразмерной периодической структуре, которые существенно ухудшают ее свойства. В установке, выполненной согласно данному изобретению (фиг.1), использование импульсных блоков питания магнетронов 5 приводит к уменьшению отравления мишеней при их работе в реактивных режимах и тем самым уменьшению вероятности возникновения дуг. В случае их возникновения устройства дугогашения 6 прерывают развитие дуги, не давая ей выйти на квазистационарный режим. Аналогичные функции выполняет импульсный источник напряжения смещения 7 с устройством дугогашения 8, прерывая возможное развитие микродуг на подложках. При этом работа блоков питания 5 и источника напряжения смещения 7 синхронизованы, т.е. импульсы разрядного тока на магнетронах генерируются одновременно с импульсами отрицательного напряжения смещения, подаваемого на изделия. Синхроимпульсы формируются устройством синхронизации 9 источника отрицательного напряжения смещения 7. Это позволяет получить максимальный импульсный ионный ток на изделиях в процессе нанесения покрытий, что способствует получению плотной структуры покрытия. Одновременно для предотвращения нанесения покрытия во время срабатывания системы дугогашения 8 устройство синхронизации 9 источника напряжения смещения 7 блокирует работу источников питания 5 на этот период. Организованная таким образом работа блоков питания магнетронов и источника напряжения смещения повышает качество наносимых покрытий superlattice.The experience in developing technologies for applying various superlattice coatings shows that the quality of these coatings depends to a large extent on the stable operation of MPC throughout the entire coating process. Disruptions of magnetrons in an arc discharge, the appearance of microarc discharges on products during coating growth lead to defects (“gaps” in nanolayers, inclusion of microparticles introduced by an arc discharge, etc.) in the forming nanoscale periodic structure, which significantly worsen its properties. In the installation made according to this invention (FIG. 1), the use of pulsed magnetron power supplies 5 reduces the poisoning of the targets during their operation in reactive modes and thereby reduces the likelihood of arcing. In case of their occurrence, the extinguishing devices 6 interrupt the development of the arc, preventing it from entering the quasi-stationary mode. Similar functions are performed by a pulsed bias voltage source 7 with an arcing device 8, interrupting the possible development of microarcs on substrates. In this case, the operation of the power supplies 5 and the bias voltage source 7 are synchronized, i.e. discharge current pulses on magnetrons are generated simultaneously with pulses of negative bias voltage supplied to the products. Sync pulses are generated by the synchronization device 9 of the negative bias voltage source 7. This allows you to get the maximum pulsed ion current on the products in the coating process, which helps to obtain a dense coating structure. At the same time, to prevent coating during the operation of the suppression system 8, the synchronization device 9 of the bias voltage source 7 blocks the operation of the power sources 5 for this period. The operation of magnetron power supplies and a bias voltage source organized in this way improves the quality of the applied superlattice coatings.
При нанесении покрытий на изделия с рабочей поверхностью сложной конфигурации (осевой режущий инструмент, детали гидравлики и т.п.) используется, как правило, двойное (планетарное) вращение. В этом случае для формирования однородной структуры нанослоев на всей рабочей поверхности изделия, последнее должно совершать хотя бы один полный оборот вокруг своей оси, проходя через каждую зону нанесения покрытия. Реализация вышеуказанного условия при использовании планетарного механизма по схеме "неподвижное центральное зубчатое колесо - шестерня узла вращения изделия" достигается при передаточном отношении планетарного механизма не менее 4. Увеличение числа полных оборотов изделия при прохождении зоны нанесения покрытий увеличивает однородность формирующейся структуры покрытия superlattice по всей поверхности изделия и, следовательно, повышает качество и эксплуатационные характеристики нанесенного покрытия.When coating products with a work surface of complex configuration (axial cutting tool, hydraulic parts, etc.), as a rule, double (planetary) rotation is used. In this case, for the formation of a homogeneous structure of nanolayers on the entire working surface of the product, the latter must make at least one complete revolution around its axis, passing through each coating zone. The implementation of the above conditions when using the planetary mechanism according to the scheme "fixed central gear - gear unit rotation of the product" is achieved with a gear ratio of the planetary mechanism of at least 4. Increasing the number of full revolutions of the product when passing through the coating zone increases the uniformity of the formed superlattice coating structure over the entire surface of the product and, therefore, improves the quality and performance of the applied coating.
На фиг.3 представлена схема варианта установки с четырьмя МРС, выполненной согласно данному изобретению. Периферийные устройства установки (система электропитания МРС, источник напряжения смещения и система напуска и контроля давления рабочих газов) соответствуют по устройству и функционированию аналогичным системам представленным на фиг.1 и на схеме не показаны. В данной установке в центре карусельного устройства 2 вакуумной камеры 1 размещены четыре МРС 3. Ответные магнитные узлы 4 каждой МРС размещены снаружи вакуумной камеры 1. Внутри камеры перед каждым магнитным узлом 4 установлен дополнительный экран 11, электрически изолированный от анода МРС для предотвращения стока электронов из зоны ионизации на заземленную стенку камеры 1. Данная схема установки позволяет увеличить объем загрузки изделий за счет расширения зоны загрузки к внутренним стенкам вакуумной камеры 1. Тем самым увеличивается производительность установки.Figure 3 presents a diagram of an installation with four MPC, made according to this invention. The peripheral devices of the installation (MPC power supply system, bias voltage source, and a system for admitting and monitoring the working gas pressure) correspond in design and operation to the similar systems shown in Fig. 1 and are not shown in the diagram. In this installation, in the center of the
При размещении в центре камеры четырех МРС атомные потоки, распыляемые с соседних мишеней, направлены относительно друг друга не диаметрально противоположно, как в случае установки с двумя МРС, а под углом 90°. При этом возрастает вероятность эффекта перемешивания разнородных атомов потоков за счет рассеивания атомов молекулами рабочего газа при работе на высоких (более 0,5 Па) давлениях. Для устранения этого эффекта между соседними МРС по всей длине магнетронов установлены разделительные экраны 12. Для того чтобы экраны не могли служить поверхностями стока электронов из зон ионизации плазмы и, тем самым, не уменьшали степень ее ионизации, разделительные экраны 12 выполнены электрически изолированными от анодов МРС.When four MPCs are placed in the center of the chamber, the atomic fluxes sprayed from neighboring targets are not diametrically opposed relative to each other, as in the case of a setup with two MPCs, but at an angle of 90 °. At the same time, the likelihood of the effect of mixing dissimilar stream atoms increases due to atom scattering by the molecules of the working gas when operating at high (more than 0.5 Pa) pressures. To eliminate this effect, separation screens 12 were installed between adjacent MRS along the entire length of the magnetrons. In order to prevent screens from serving as electron drain surfaces from plasma ionization zones and, thereby, not reduce the degree of ionization, separation screens 12 are electrically isolated from the MRS anodes .
Представленная на фиг.3 схема с четырьмя МРС существенно расширяет функциональные возможности установки, предлагаемой согласно данному изобретению, по получению новых многофазных покрытий superlattice за счет получения трислойных и квадрослойных нанометрических периодических структур. Например, TiN/AlN/NbN или CrN/AlN/TiN/NbN. Аналогичные многофазные структуры являются перспективными кандидатами для получения ультратвердых покрытий с твердостью Н>70 ГПа [7].The scheme with four MPCs shown in FIG. 3 significantly expands the functionality of the apparatus proposed according to this invention for producing new multiphase superlattice coatings by producing trilayer and quadratic nanometric periodic structures. For example, TiN / AlN / NbN or CrN / AlN / TiN / NbN. Similar multiphase structures are promising candidates for obtaining ultrahard coatings with a hardness of H> 70 GPa [7].
Количество МРС, размещаемых в установке, предлагаемой согласно данному изобретению, ограничивается только конструктивными размерами МРС и используемой вакуумной камеры.The number of MPC placed in the installation proposed according to this invention is limited only by the structural dimensions of the MPC and the vacuum chamber used.
Таким образом, описанная выше установка для нанесения многослойных нанометрических покрытий с периодической структурой имеет следующие преимущества:Thus, the installation described above for applying multilayer nanometric coatings with a periodic structure has the following advantages:
1) повышенное качество получаемых покрытий - за счет обеспечения по всей зоне нанесения покрытий высокой степени ионизации плазмы с отношением ni/nа>2, создания наиболее благоприятных условий нанесения покрытия (перпендикулярная ориентация потока осаждаемых атомов), исключения дефектов в покрытии, связанных с микродуговыми разрядами на изделиях и магнетронах, обеспечения однородности структуры покрытия по всей поверхности изделия;1) increased quality of the coatings obtained - by ensuring a high plasma ionization ratio n i / n a > 2 throughout the coating area, creating the most favorable coating conditions (perpendicular orientation of the flow of deposited atoms), eliminating defects in the coating associated with microarc discharges on products and magnetrons, ensuring uniformity of the coating structure over the entire surface of the product;
2) повышенные механические свойства получаемых покрытий - за счет обеспечения условий формирования покрытий superlattice с тонкими границами при полном отсутствии смесевого переходного слоя;2) increased mechanical properties of the resulting coatings - by providing conditions for the formation of superlattice coatings with thin boundaries in the complete absence of a mixed transition layer;
3) увеличенная производительность установки - за счет увеличения зоны загрузки изделий;3) increased installation productivity - by increasing the product loading zone;
4) расширенные функциональные возможности по получению новых многофазных покрытий superlattice - за счет использования тройных, четверных и т.д. МРС при сохранении вышеизложенных преимуществ.4) advanced functionality for obtaining new multiphase coatings superlattice - through the use of triple, quadruple, etc. MPC while maintaining the above benefits.
В качестве примера конкретного осуществления предлагаемого изобретения рассмотрим нанесение покрытия superlattice TiN/NbN, проведенного на установке в варианте исполнения с двумя МРС.As an example of a specific implementation of the invention, we consider the coating of superlattice TiN / NbN, carried out on the installation in the embodiment with two MPC.
Процесс нанесения покрытия проводился в цилиндрической вакуумной камере 1 диаметром 550 мм, высотой 700 мм, выполненной из нержавеющей стали и окруженной водяной рубашкой. В центре камеры были вертикально установлены две одинаковые прямоугольные несбалансированные МРС 3, выполненные на постоянных магнитах Nd-Fe-B с мишенями размером 80×500 мм. Одна мишень была выполнена из титана марки ВТ1-0 (99,7%), другая - из ниобия, чистотой 99,9%.The coating process was carried out in a
Снаружи, на стенке вакуумной камеры напротив каждого магнетрона вертикально, параллельно плоскости мишени были установлены прямоугольные магнитные узлы 4 шириной 100 мм и длиной 600 мм, выполненные на постоянных магнитах. Стороной, обращенной к мишени, магнитные узлы имели противоположную, относительно соответствующей МРС, полярность. Совместно с МРС магнитные узлы образовывали замкнутое магнитное поле с величиной магнитной индукции в зоне нанесения покрытий, составляющей 100-150 Гс. На внутренней стороне стенки камеры напротив магнитных узлов размещались электрически изолированные экраны 11.Outside, on the wall of the vacuum chamber opposite each magnetron vertically, parallel to the target plane, rectangular
Два импульсных блока питания 5 мощностью 18 кВт каждый с частотой модуляции импульсов до 40 кГц и устройством дугогашения 6 обеспечивали электропитание МРС. Импульсный блок мощностью 6 кВт с напряжением до 1200 В и частотой до 40 кГц использовался для проведения очистки изделий в тлеющем разряде и подачи на изделия отрицательного напряжения смещения. Работа блоков питания МРС была синхронизована от источника отрицательного относительно плазмы смещения 7.Two switching power supply units 5 with an output of 18 kW each with a pulse modulation frequency of up to 40 kHz and an extinguishing device 6 provided power to the MPC. A pulse block with a power of 6 kW with a voltage of up to 1200 V and a frequency of up to 40 kHz was used to clean the products in a glow discharge and supply negative bias voltage to the products. The operation of the MPC power supplies was synchronized from the source of bias negative relative to plasma 7.
Рабочая атмосфера в вакуумной камере 1 состояла из смеси инертного (Ar, чистотой 99,995%) и реактивного (N2, чистотой 99,995%) газов и обеспечивалась системой напуска и контроля давления рабочих газов 10, выполненной на база регуляторов массового расхода газов. Процесс проводился при постоянном полном давлении смеси газов, при этом парциальное давление реактивного газа контролировалось с помощью оптического эмиссионного контроллера, связанного обратной связью с регуляторами массового расхода газов.The working atmosphere in the
Вокруг МРС 3 на карусельном устройстве 2 размещались монетные чеканочные штемпели цилиндрической формы (диаметром 25 мм и высотой 35 мм), выполненные из инструментальной стали ШХ-15. Изделия проходили предварительную ультразвуковую очистку в ацетоне и изопропиловом спирте. Расстояние от поверхности мишеней магнетронов до орбиты вращения штемпелей составляло 180 мм.Around the
После откачки вакуумной камеры 1 до базового давления 3·10-3 Па изделия проходили очистку в тлеющем разряде Ar при давлении 0,5 Па и напряжении смещения, подаваемом на изделия -1200 В в течение 10 мин. После очистки и нанесения адгезионного слоя TiN толщиной 0,1 мкм проводился процесс нанесения многослойного покрытия TiN/NbN.After evacuation of the
Параметры процесса нанесения покрытия:Parameters of the coating process:
полное давление газа PN2+Ar=0,2 Па, парциальное давление азота PN2=0,024 Па, мощности подаваемые на Nb и Ti мишени соответственно 7,2 кВт и 8,6 кВт, напряжение смещения на изделия Uсм=-50 В, скорость вращения карусельного устройства 20 об/мин, время нанесения покрытия 40 мин.the total gas pressure P N2 + Ar = 0.2 Pa, the partial pressure of nitrogen P N2 = 0.024 Pa, the power supplied to the Nb and Ti targets, respectively 7.2 kW and 8.6 kW, the bias voltage on the product U cm = -50 V , rotational speed of the carousel device 20 rpm, coating time 40 min.
На фиг.4 показана микрофотография поперечного разреза полученного покрытия, сделанная методом трансмиссионной электронной микроскопии (ТЕМ) в Австрийском исследовательском центре микро- и нанохарактеристик (CCMNC, г.Зиберсдорф). Покрытие имеет толщину ~3 мкм, при этом период superlattice составляет Λ=5,6 нм, а толщина нанослоев TiN и TiN примерно равны. Микрофотография показывает, что в структуре покрытия практически отсутствует переходная смесевая зона, т.е. границы между нанослоями являются достаточно тонкими.Figure 4 shows a cross-sectional micrograph of the obtained coating, made by transmission electron microscopy (TEM) at the Austrian Research Center for Micro- and Nano-Characteristics (CCMNC, Siebersdorf). The coating has a thickness of ~ 3 μm, while the superlattice period is Λ = 5.6 nm, and the thickness of the TiN and TiN nanolayers is approximately equal. A micrograph shows that in the structure of the coating there is practically no transitional mixing zone, i.e. the boundaries between nanolayers are quite thin.
Механические свойства покрытия, измеренные методом наноиндентации в соответствие с DIN EN ISO 14577-1 с использованием измерительной системы FISCHERSCOPE H100C, показали очень высокие значения: пластическая твердость Н=48 ГПа, твердость по Виккерсу 3600 HV0.05, приведенный модуль упругости E*=E/(1-v2)=320 ГПа, где Е - модуль Юнга, v - коэффициент Пуассона. Приведенные свойства указывают также на очень высокую вязкость покрытия, которая может оцениваться отношением H3/E*2 [1, 8]. Для нашего покрытия H3/Е*2=1,1.The mechanical properties of the coating, measured by nanoindentation in accordance with DIN EN ISO 14577-1 using the FISCHERSCOPE H100C measuring system, showed very high values: plastic hardness N = 48 GPa, Vickers hardness 3600 HV 0.05 , reduced elastic modulus E * = E / (1-v 2 ) = 320 GPa, where E is Young's modulus, v is Poisson's ratio. The above properties also indicate a very high viscosity of the coating, which can be estimated by the ratio H 3 / E * 2 [1, 8]. For our coating, H 3 / E * 2 = 1.1.
Сравнение полученных механических свойств со свойствами аналогичного покрытия superlattice TiN/NbN, полученного на установке описанной в статье [6], показывает более высокие свойства нашего покрытия. Так, твердость покрытия равная 3600 HV0.05 была получена только при значениях напряжения смещения от -100 до -150 В, тогда как при напряжении смещения -50 В твердость составляла 1800 HV0.05. При этом высокие значения напряжения смещения приводили к низкой адгезии покрытия вследствие возрастания внутренних напряжений сжатия. В покрытии, полученном на нашей установке при малых значениях напряжения смещения, адгезионная прочность покрытия имела высший балл HF1 по адгезионному тесту Роквелла (стандарт VDI-3198).Comparison of the obtained mechanical properties with the properties of a similar superlattice TiN / NbN coating obtained using the apparatus described in [6] shows higher properties of our coating. So, a hardness of coating equal to 3600 HV 0.05 was obtained only at bias values from -100 to -150 V, while at a bias voltage of -50 V the hardness was 1800 HV 0.05 . Moreover, high bias stresses led to low coating adhesion due to an increase in internal compression stresses. In the coating obtained at our installation at low bias voltages, the adhesion strength of the coating had the highest HF1 score according to the Rockwell adhesion test (VDI-3198 standard).
Монетные штемпели с нанесенными покрытиями TiN/ NbN прошли эксплуатационные испытания в серийном процессе штамповки разменной монеты на ФГУП "Московский монетный двор". Ресурс штемпелей с покрытием TiN/ NbN составил 2800 тыс. монет, тогда как ресурс штемпелей с традиционным покрытием твердого хрома толщиной 6 мкм составляет 200 тыс. монет. Полученное 14-кратное повышение стойкости штемпелей по сравнению с современным положением дел в чеканочном производстве монет может быть признано выдающимся результатом.Coin stamps coated with TiN / NbN coatings passed operational tests in the serial stamping process of bargaining coins at the Moscow Mint Federal State Unitary Enterprise. The resource of stamps with TiN / NbN coating amounted to 2,800 thousand coins, while the resource of stamps with a traditional coating of hard chrome 6 μm thick is 200 thousand coins. The resulting 14-fold increase in the durability of the stamps compared to the current state of affairs in coinage production can be recognized as an outstanding result.
В результате, описанное изобретение полностью обеспечивает решения поставленных выше задач и получение заявленного технического результата.As a result, the described invention fully provides solutions to the above problems and obtain the claimed technical result.
Источники информацииInformation sources
1. J.Musil, Hard and superhard nanocomposite coatings. Surface and Coating Technology, Vol.125, Issues 1-3, March 2000, pp.322-330.1. J. Musil, Hard and superhard nanocomposite coatings. Surface and Coating Technology, Vol. 125, Issues 1-3, March 2000, pp. 322-330.
2. P.Eh. Hovsepien, W.-D.Munz, Recent progress in large-scale production of nanoscale multilayer/ superlattice coatings, Vacuum 69 (2003), pp.27-36.2. P.Eh. Hovsepien, W.-D. Munz, Recent progress in large-scale production of nanoscale multilayer / superlattice coatings, Vacuum 69 (2003), pp. 27-36.
3. W.-D.Munz, The new way to hard coatings; Arc Bond Sputtering, ABS Venlo, Hauzer/Techno Coating, 1991.3. W.-D. Munz, The new way to hard coatings; Arc Bond Sputtering, ABS Venlo, Hauzer / Techno Coating, 1991.
4. W.-D.Munz, L.A.Donohue, P.Eh.Hovsepian, Properties of various large-scale fabricated TiAIN- & CrN-based superlattice coatings grown by combined cathodic arc-unbalanced magnetron sputter deposition, Surface and Coating Technology, Vol.125, Issues 1-3, March 2000, p.274.4. W.-D. Munz, LADonohue, P.Eh. Hovsepian, Properties of various large-scale fabricated TiAIN- & CrN-based superlattice coatings grown by combined cathodic arc-unbalanced magnetron sputter deposition, Surface and Coating Technology, Vol .125, Issues 1-3, March 2000, p. 274.
5. X.Chu, S.A.Barnett. Jomal Applad Physic 77, 1995, p.4403.5. X. Chu, S. A. Barnett. Jomal Applad Physic 77, 1995, p. 4403.
6. X.Chu, M.S.Wong, W.D.Sproul, S.L.Rohde, S.A.Barnett, Deposition and properties polycrystalline TiN/NbN superlattice coating, J.Vac. Sci.Technol., A 10 (4), Jul/Aug 1992.6. X. Chu, M.S. Wong, W. D. Sproul, S. L. Rohde, S. A. Barnett, Deposition and properties polycrystalline TiN / NbN superlattice coating, J. Vac. Sci.Technol., A 10 (4), Jul / Aug 1992.
7. J.Musil, J.Vlcek, Magnetron sputtering of hard nanocomposite coatings and their properties, Surface & Coatings Technology, Vol.142-144 (2001), pp.557-566.7. J. Musil, J.Vlcek, Magnetron sputtering of hard nanocomposite coatings and their properties, Surface & Coatings Technology, Vol. 142-144 (2001), pp. 557-566.
8. J.Musil, Hard nanostractured and nanocomposite thin film, 3rd Mikkeli International Industrial Coating Seminar, MIICS-2006.8. J. Musil, Hard nanostractured and nanocomposite thin film, 3 rd Mikkeli International Industrial Coating Seminar, MIICS-2006.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006121379/02A RU2308538C1 (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Device for applying multi-layer coatings |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006121379/02A RU2308538C1 (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Device for applying multi-layer coatings |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2308538C1 true RU2308538C1 (en) | 2007-10-20 |
Family
ID=38925338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006121379/02A RU2308538C1 (en) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Device for applying multi-layer coatings |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2308538C1 (en) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450086C2 (en) * | 2010-06-08 | 2012-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский институт "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ МЭИ") | Method to apply nanocomposite coating onto flat surfaces of part and device for its realisation (versions) |
| RU2494173C1 (en) * | 2012-01-23 | 2013-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Method of vacuum plasma deposition of coating on hard-alloy |
| RU2528930C2 (en) * | 2008-07-09 | 2014-09-20 | Эрликон Трейдинг Аг, Трюббах | Coating system, coated component and method for production thereof |
| RU2538064C2 (en) * | 2009-04-28 | 2015-01-10 | Ферэутек (Сша) Корпорэйшн | System for coating application base of inverse lithography with substrate holder optimised in density of high-intensity inverse lithography (hula) in conical chamber of deposition |
| RU2572658C2 (en) * | 2014-05-20 | 2016-01-20 | Открытое акционерное общество "Кварц" | Device for coat application in vacuum |
| RU2574553C2 (en) * | 2010-09-28 | 2016-02-10 | Сингулус Текнолоджиз Аг | Application of alloyed ply on substrate by cathode spraying |
| US9347131B2 (en) | 2010-09-28 | 2016-05-24 | Singulus Technologies Ag. | Coating substrates with an alloy by means of cathode sputtering |
| RU169200U1 (en) * | 2015-11-20 | 2017-03-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) | The device is a vacuum-plasma homogeneous surface modification of parts |
| RU2613258C2 (en) * | 2012-12-27 | 2017-03-15 | Корлой Инк. | Multilayer thin film for cutting tools and cutting tools, comprising such film |
| RU179496U1 (en) * | 2017-02-22 | 2018-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" | Installation for applying multilayer coatings with enhanced interlayer adhesion by magnetron sputtering |
| RU2673253C2 (en) * | 2017-04-20 | 2018-11-23 | Вера Дмитриевна Мирошникова | Crown substrate carrier |
| RU188871U1 (en) * | 2018-07-26 | 2019-04-25 | Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике", ООО "НТЦ ТПТ" | Substrate holder equipment for applying contacts to heterostructural solar cells |
| RU2691166C1 (en) * | 2018-08-22 | 2019-06-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Method of applying protective coatings and device for its implementation |
| RU190811U1 (en) * | 2018-07-26 | 2019-07-12 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Нтц Тонкопленочных Технологий В Энергетике" | Substrate holder equipment for applying contacts to heterostructural solar cells |
| RU204777U1 (en) * | 2021-01-29 | 2021-06-09 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина) | Sputtered magnetron unit for deposition of composite films TixMoyCr1-x-yN |
| RU2768053C1 (en) * | 2021-11-24 | 2022-03-23 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method for producing corrosion-resistant coating |
| RU2768046C1 (en) * | 2021-12-07 | 2022-03-23 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method for obtaining a multifunctional multilayer coating |
-
2006
- 2006-06-19 RU RU2006121379/02A patent/RU2308538C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| X.Chu, M.S.Wong, W.D.Sproul, S.L.Rohde, S.A.Bamett, Deposition and properties polycrystalline TiN/NbN superlattice coating, J.Vac. Sci.TechnoL, A 10 (4), Jul/Aug 1992. * |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528930C2 (en) * | 2008-07-09 | 2014-09-20 | Эрликон Трейдинг Аг, Трюббах | Coating system, coated component and method for production thereof |
| RU2538064C2 (en) * | 2009-04-28 | 2015-01-10 | Ферэутек (Сша) Корпорэйшн | System for coating application base of inverse lithography with substrate holder optimised in density of high-intensity inverse lithography (hula) in conical chamber of deposition |
| RU2450086C2 (en) * | 2010-06-08 | 2012-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский институт "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ МЭИ") | Method to apply nanocomposite coating onto flat surfaces of part and device for its realisation (versions) |
| RU2574553C2 (en) * | 2010-09-28 | 2016-02-10 | Сингулус Текнолоджиз Аг | Application of alloyed ply on substrate by cathode spraying |
| US9347131B2 (en) | 2010-09-28 | 2016-05-24 | Singulus Technologies Ag. | Coating substrates with an alloy by means of cathode sputtering |
| RU2494173C1 (en) * | 2012-01-23 | 2013-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Method of vacuum plasma deposition of coating on hard-alloy |
| RU2613258C2 (en) * | 2012-12-27 | 2017-03-15 | Корлой Инк. | Multilayer thin film for cutting tools and cutting tools, comprising such film |
| RU2572658C2 (en) * | 2014-05-20 | 2016-01-20 | Открытое акционерное общество "Кварц" | Device for coat application in vacuum |
| RU169200U1 (en) * | 2015-11-20 | 2017-03-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) | The device is a vacuum-plasma homogeneous surface modification of parts |
| RU179496U1 (en) * | 2017-02-22 | 2018-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" | Installation for applying multilayer coatings with enhanced interlayer adhesion by magnetron sputtering |
| RU2673253C2 (en) * | 2017-04-20 | 2018-11-23 | Вера Дмитриевна Мирошникова | Crown substrate carrier |
| RU2773044C1 (en) * | 2018-05-23 | 2022-05-30 | Хартметалль-Веркцойгфабрик Пауль Хорн Гмбх | Magnetron sputtering device |
| RU188871U1 (en) * | 2018-07-26 | 2019-04-25 | Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике", ООО "НТЦ ТПТ" | Substrate holder equipment for applying contacts to heterostructural solar cells |
| RU190811U1 (en) * | 2018-07-26 | 2019-07-12 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Нтц Тонкопленочных Технологий В Энергетике" | Substrate holder equipment for applying contacts to heterostructural solar cells |
| RU2691166C1 (en) * | 2018-08-22 | 2019-06-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Method of applying protective coatings and device for its implementation |
| RU204777U1 (en) * | 2021-01-29 | 2021-06-09 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина) | Sputtered magnetron unit for deposition of composite films TixMoyCr1-x-yN |
| RU2768053C1 (en) * | 2021-11-24 | 2022-03-23 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method for producing corrosion-resistant coating |
| RU2768046C1 (en) * | 2021-12-07 | 2022-03-23 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method for obtaining a multifunctional multilayer coating |
| RU2780078C1 (en) * | 2022-06-24 | 2022-09-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method for obtaining multilayer nanocomposite coating |
| RU2794659C1 (en) * | 2023-01-23 | 2023-04-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" | Method for producing photocatalytic titanium oxide films and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2308538C1 (en) | Device for applying multi-layer coatings | |
| Kelly et al. | Magnetron sputtering: a review of recent developments and applications | |
| Vetter | 60 years of DLC coatings: historical highlights and technical review of cathodic arc processes to synthesize various DLC types, and their evolution for industrial applications | |
| Sarakinos et al. | High power pulsed magnetron sputtering: A review on scientific and engineering state of the art | |
| US20200255953A1 (en) | Cutting tool with a multiple-ply pvd coating | |
| US7799420B2 (en) | Method for producing a nonostructured functional coating and a coating that can be produced according to said method | |
| US6113752A (en) | Method and device for coating substrate | |
| Sanchette et al. | Nanostructured hard coatings deposited by cathodic arc deposition: From concepts to applications | |
| US9551067B2 (en) | Coating method for depositing a layer system on a substrate and substrate having a layer system | |
| US20070114637A1 (en) | Article with protective film | |
| JP2014058742A (en) | Remote arc discharge plasma assisted process | |
| CN108998758B (en) | Drill bit with coating | |
| CN104213076A (en) | Method and equipment for preparing ultra-hard DLC coatings through PVD and HIPIMS | |
| CN104831240A (en) | Apparatus and method for preparing nano multilayer hard coating | |
| JP2014162992A (en) | Cylindrical evaporation source | |
| KR20160060628A (en) | METHOD FOR DEPOSITING A PIEZOELECTRIC FILM CONTAlNING AlN, AND A PIEZOELECTRIC FILM CONTAlNING AlN | |
| Liu et al. | Effect of duty cycle on microstructure and mechanical properties of AlCrN coatings deposited by HiPIMS | |
| Ghantasala et al. | Magnetron sputtered thin films based on transition metal nitride: structure and properties | |
| Yang et al. | A study of TiMoN nano-multilayer coatings deposited by CFUBMSIP using DC and HIPIMS power | |
| Xiang et al. | Recent developments in magnetron sputtering | |
| KR100480357B1 (en) | Film deposition apparatus having dual magnetron sputtering system and ion beam source which are synchronized | |
| US20070009670A9 (en) | Sputter method or device for the production of natural voltage optimized coatings | |
| CN114855136A (en) | Film coating system and method for regulating and controlling film structure and components by variable magnetic control target magnetic field | |
| Ahmed | Ion plating: optimum surface performance and material conservation | |
| RU2806258C1 (en) | Method for deposition of pvd coating on multifaceted substrates |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090620 |