O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta ta’lim vazirligi toshkent irrigatsiya va qishloq xo’jaligini mexanizatsiyalash muhandislari instituti

 
7.4. VPT usuli bilan olingan qoplamalarning strukturasi va fizik-mexanikaviy 
xossalari 
VPT  usulini  asosiy  parametri  –  bu  oqim  zichligi  va  qoplama 
kondensatsiyalanayotgan yuzani bombardimon qilayotgan ionlar energiyasi. Ionlar 
energiyasi bug‟lanayotgan elementning atom tuzilishi, tezlashtirayotgan kuchlanish 
qiymati,  ionlar  zaryadi  bilan  belgilanadi.  Ta‟sir  qilish  vaqti  bilan  birga  ionlar 
energiyasi  kondensatsiyalayotgan  yuzadagi  temperaturani  belgilaydi,    bu 
temperaturaning  qiymati  qoplamani  yotqizishdan  oldin  yuzaning  termik  faolligini 
kerakli  darajaga  yetkazish  va  plazmakimyoviy  reaktsiyalarni  yaxshi  kechishini 
nuqtai  nazardan  juda  ham  muhim.  Ionli  bombardimon  va  qoplamani 
kondensatsiyalash  jarayonlarida,  plazma  oqimining  yo‟nalishini  hisobga  olishdan 
tashqari  puxtalanayotgan  buyum  yuzalarini  oqimga  nisbatan  joylashganini  ham 
hisobga olish zarur.  
Kondensatsiyalangan  qoplamalarning  fizik-mexanikaviy  xossalari  ularning 
strukturasiga, kimyoviy va fazali tarkibiga bog‟liq, bular esa o‟z navbatida purkash 
rejimlariga,  purkalanayotgan  materiallarning  xossalariga  va  detal  yuzasini 
to‟yintirishga  tayyorlanganligiga  bog‟liq.  Shakllanayotgan  qoplamalar  kristal 
tuzilishga ega ekanligi aniqlangan, shu bilan  qoplama qalinligi oshishi bilan unda 
qatlamli tekstura hosil bo‟ladi. Teksturani paydo bo‟lishi qoplama qalinligi oshishi 
bilan  struktura  shunday  o‟zgarishga  harakat  qiladiki,  donalar  yo‟nalishlari  Gibss 
energiyaning minimumini ta‟minlash kerakligi bilan bog‟liq. Qalinroq qoplamalar 
odatda  o‟lchamlari  kattaroq  donalarga  ega  bo‟ladi.  TiN  va  ZrN  kabi 
qoplamalarning  kristallaizatsiyasi  “bug‟-kristall”  mexanizmi  bo‟yicha  amalga 

---

142 
 
oshadi,  bunda  asosning  temperaturasi    taxminan  750…800К  teng  bo‟ladi. 
Qoplamani sirti o‟sish jarayonida asos sirtiga o‟xshab, unga tik o‟sib boradi.  
Purkalgan  qatlamning  strukturasida  birjinslikni  yo‟qolishi  purkalgan 
qatlamda chuqurchalar paydo bo‟lishiga olib keladigan ionli bombardimon rejimini 
buzilishi natijasida vujudga keladi. 
Eslatamiz,  VPT  usuli  ikkita  ketma-ket  jarayonidan  iborat:  ionli 
bombardimon  va  qoplamani  kondensatsiyasi.  Ionli  bombardimon  ko‟pqirrali 
vazifaga ega, ulardan asosiyi - bu yuzani kondensatsiyaga tayyorlashdir. 
Ionli bombardimon qoplama sirtining mikrogeometriyasiga ta‟sir qiladi. Ti, 
W,  Cr  ionlari  bilan  bombardimon  qilish  davomida  yuza  strikturasi  tekislanadi  va 
vaqt o‟tishi bilan bu holat kuchayib boradi. Har xil metallarning ionlarining ta‟siri 
taglikning tuzilishiga va kimyoviy tarkibiga bog‟liq holda har xil bo‟ladi. Masalan, 
titan  va  xrom  ionlari  wolfram  ionlariga  qaraganda    BK6  qattiq  qotishma  sirtiga 
yaxshiroq  singib  boradi.  Xuddi  shunday  holat  P6M5  tezkesar  po‟lat  sirti 
bombardimon qilinganda kuzatiladi. 
Ionlarni  sirtga  ta‟sirining  fizikaviy  modeli  uchta  ketma-ket  kechadigan 
jarayonlardan (davrlardan) iborat.   
Birinchi  davrda  sirtdagi  adsorbtsion  oksidli  plyonkalar  buziladi,  bunda 
buzilish  jadalligi  ionlar  energiyasi,  ta‟sir  vaqti,  oqim  yo‟nalishi  va  oqim-sirt 
orasida burchak hamda sirt mikrorel‟efi bilan belgilanadi.  
Ikkinchi davrda ion oqimi bevosita sirtga ta‟sir qilib, zarrachalarning kinetik 
energiyasini  ushbu  sirtga  uzatadi.  Zaryadlangan  ionlar  sirtga  tanlab  ta‟sir  qiladi. 
Ionlar  energiyasi  sirtni  buzish  uchun  yetarli  bo‟lganda,  oldin  eng  zaif  sirt 
strukturalarni (mikronotekisliklar cho‟qqilari, donalar chegaralari, bog‟lovchi faza, 
nuqsonli  hajmlar,  darzlar  va  h.z.)  buzadi.  Keyin  matritsaning  o‟zi  buzilib 
boshlaydi.  Solishtirma  yuza  maydoni  oshadi,  bu  qoplamani  matritsaga  yaxshi 
yopishishini ta‟minlaydi.  
Ucjinchi davrda matritsa sirti jadal buziladi. Donalar chegaralari, bog‟lovchi 
faza va darzlar ayniqsa kuchli ta‟sirga duch keladi. Siljish sohalar kabi buzilishlar 
og‟ir  metal  ionlar  bilan  bombardimon  qilinganda  juda  jadal  bo‟ladi.  Kristall 
tuzilishning  nuqsonlar  zichligini  oshib  borishi  faol  diffusion  jatayonlarga  va 
mikrodarzlarni  “tuzalib”  ketishiga  olib  keladi.  Diffuzion  migratsiya  asosan  o‟sib 
boruvchi migratsiya hisobiga amalga oshadi.   
Qoplamani  kondensatsiylash  vakuum  kameraga  reaktsiyaga  kiruvchi  gaz 
berilganda boshlanadi. Reaktsiyaga kiruvchi gazning bosimi qoplamani matritsaga 
o‟tirish  jarayonining  va  qoplamani  fizikaviy  xossalarini  belgilovchi  asosiy 
parametr.  Reaktsiyaga  kiruvchi  gaz  bosimining  oshishi  bilan  VPT  jarayonning 
asosiy  parametrlari  va  kondensatsiyalanayotgan  qoplamaning  xossalari  o‟sib 
boruvchi  xarakterga  ega  (7.3  rasm).  Qachonki  qoplamaning  mikroqattiqligi 
maksimumga,  kristall  panjaraning  buzilishlari  minimumga  yetganda,  kerakli 
tuzilishdagi qoplama uchun reaktsiyaga kiruvchi gazning bosimi optimal qiymatga 
ega  bo‟ladi.  Reaktsiyaga  kiruvchi  gazning  bu  tarzdagi  ta‟siri  qoplama  turiga  va 
gazning tarkibiga bog‟liq emas. 
Qoplamani  kondensatsiyasi  bir  tekis  kechmaydi.  Martensit  matritsasida 
joylashgan  sementit  va  karbidlar  nitridli  va  karbidli  qoplamalarning  birlamchi 

---

143 
 
kondensatsiya markazlar vazifasini bajaradi. Qoplama oldin orolchalar ko‟rinishda 
matritsa  sirtiga  o‟tirib  boshlaydi,  keyin  esa  qalinligi  0,5…0,8  mkmli  yaxlit 
qoplama  hosil  bo‟ladi.  Yaxlit  qatlamni  shakllanishi  bilan    ayniqsa  po‟lat  matritsa 
sirtlarida mikrodarzlarni va korroziya joylarini paydo bo‟lish ehtimoli oshadi. 
Qoplamalarda  va  sirt  qatlamlarda  qoldiq  mikrozo‟riqishlar  faqat  VPT 
usuliga  xos  qonuniyat  bo‟yicha  taqsimlanadi.  Bunda  qoplamani  o‟zida  siquvchi 
sirtda esa cho‟zuvchi  zo‟riqishlar vujudga keladi (7.6 rasm), qoplama va matritsa 
orasida  o‟tish  sohasi  bo‟lmagani  uchun  katta  qoldiq  zo‟riqoshlar  kuzatiladi.  Bu 
termomexanik kuchlar ta‟sirida qoplamani to‟liq ajralish ehtimolini oshiradi.   
 
 
 
7.6 rasm. “Qoplama-sirt” qatlamida qoldiq zo‟riqishlarni taqsimlanishi