Конспект лекцій з дисципліни «Формування структури та властивостей сучасних інстру ментальних матеріалів»

Методы химического осаждения покрытия из паровой (парогазо-
вой) фазы – методы ХОП (
в мировой практике – 
CVD - Chеmical Vароur 
Deposition
). 
Формирование покрытия по этой технологии происходит по ком-
плексному механизму: покрытие образуется в результате химических реак-
ций между парогазовыми смесями, содержащими соединения насыщающего 
элемента-металлоносителя, и термодиффузионных реакций между насы-
щающим элементом (конденсатом) и материалом изделия
. Методы ХОП 
получили широкое распространение для нанесения покрытий на лезвийные 
инструменты, например, на неперетачиваемые твердосплавные пластинки. 

---

54 
54 
Основным недостатком данной группы методов является необходи-
мость нагрева изделий, на которые осаждается покрытие, до высоких темпе-
ратур, что, с одной стороны, отрицательно влияет на механические свойства 
и структуру подложки, а, с другой, вызывает дополнительные проблемы при 
получении требуемого структурного состояния (высокие температуры оса-
ждения ограничивают возможности регулировки размеров зерен). 
 
▲ 
К третьей группе могут быть отнесены методы физического 
осаждения покрытий, которые получили название в мировой практике 
РVD (РVD - Physical Vapour Deposition
).
Эта группа объединена общей схемой нанесения покрытия и использованием 
вакуума, рис.6. 
Рисунок 6 – Типичная схема установки для нанесе-
ния покрытия 
PVD
-методом: 
1
- материал для покрытия,
2
- система перевода материала в паровую фазу, 
3
- 
поток испарившегося вещества, 
4
- подложка, 
5
- форми-
рующееся покрытие,
 6
- система транспортировки материа-
ла покрытия в паровой фазе к подложке, 
7
- система фоку-
сировки (и/или сканирования) потока вещества, осаждаю-
щегося на подложку,
8
- система закрепления подложки и 
ее контролируемого перемещения, 
9
- система регулирова-
ния температуры нагрева подложки, 
10
- система управле-
ния и контроля технологическими параметрами (температура 
подложки, скорость перевода материала в паровую фазу, дав-
ление в камере, скорость осаждения покрытия, толщина по-
крытия и др.), 
11
- вакуумная камера, 
12
- система создания и 
поддержания высокого вакуума (система вакуумных задвижек, 
форвакуумных и высоковакуумных насосов, азотная ловушка 
и др.), 
13
- шлюзовая камера и система подачи и смены подло-
жек, 
14
- смотровые контрольные окна, 
15
- система охлаждения
Материал покрытия переводится из конденсированного состояния в со-
стояние пара (испарением или распылением), затем проводится его транс-
портировка к подложке (материалу, на который наносится покрытие), где и 
происходит осаждение материала покрытия из паровой фазы и формирование 
собственно покрытия.
Т.о., основными стадиями осаждения покрытия методом 
PVD 
являются: 

генерация (образование) корпускулярного потока вещества (испаре-
нием или распылением); 

его активизация, ускорение и фокусировка; 

конденсация на поверхность детали (подложки).

---

55 
55 
 
Все методы осаждения покрытий характеризуются такими парамет-
рами, как скорость получения покрытий и диапазон достигаемых толщин. 
Например, для CVD и PVD это обычно от 1 до 1000 мкм/час и 10
-2
…10 (100) 
мкм. Для химических методов – 100…1000 мкм/час и 10
-1
…1000 мкм. 
Первая группа TCVD скорее принадлежит к методам модификации 
приповерхностного слоя, нежели к методам формообразования
. 
Т.о.,