Роль аргона в газовой смеси с азотом при получении нитридных конденсатов системы Ti–Si–N в вакуумно-дуговых процессах осаждения

Вакуумно-дуговой процесс осаждения нитридных покрытий системы Ti–Si–N проведен в смеси газов с различными пропорциями использованных газовых компонент – азота и аргона. Исследование получаемых покрытий проведено фрактографическими методами и методами структурного анализа (рентгеновская дифрактометрия и высокоразрешающая сканирующая электронная микроскопия). Также исследованы элементный состав и микротвердость этих конденсатов. При давлениях газовой смеси $p>5\cdot10^{-3}$ Тоrr найден режим наибольшей твердости покрытий и получена зависимость твердости от пропорции аргоновой компоненты в составе смеси. При содержании аргона на уровне 8–12% получены покрытия с твердостью около 50 GPа, что превышает в 1.7 раза твердость покрытий, полученных в среде азота. Такое сверхтвердое состояние определяется нанометровым (25–30 nm) размером кристаллитов нитрида и текстурой роста с семейством плоскостей $\{100\}$, параллельной поверхности роста, что соответствует минимуму поверхностной энергии. Обсуждены возможные механизмы, способствующие повышению ионизации пленкообразующих частиц и активации химических реакций в присутствии аргона.