Исследование и разработка технологических принципов получения катодов-мишеней вакуумных ионно-плазменных источников на основе сплавов титана с использованием термодеформационного метода

Abstract

Целью работы – повышение качественных характеристик катодов-мишеней из комплексных силицидов для вакуумно-плазменного нанесения защитных покрытий. В качестве объекта исследования был выбран комплексный силицид системы титан-никель-кремний. Был отработан вариант плавки таких силицидов металлотермическим восстановлением компонентов из оксидной фазы. На основании выявленных особенностей данного процесса было скорректировано соотношение в смеси оксидов титана и никеля, что позволило получать слитки комплексного силицида по своему химическому составу близкие к расчетным. Отработан процесс получения слитков силицидов высокоскоростной плавкой металлической шихты. Установлены оптимальные параметров плавки, позволяющие получать качественный слиток из комплексного силицида (титан-кремний-никель. Разработана методика, технологическая оснастка и проведены эксперименты по размолу слитков силицидов, их прессованию в заготовки катодов-мишеней. С помощью 3D–моделирования подобран фракционный состав измельченного комплексного силицида, обеспечивающий при последующем прессование высокую плотность изделия. Исследованы режимы термической обработки образцов силицидов после прессования. Для конкретной установки по разработанной технологии изготовлены опытные образцы катодов-мишеней и проведены их испытания при нанесении защитных покрытий. Методы исследований: экспериментальные плавки, размол, прессование, термообработка, изготовление катода-мишени, испытание при нанесении покрытий, химический и металлографический анализы. Новизна полученных результатов. Разработан принципиально новый способ получения катодов-мишеней из силицидов на основе титана литейно-деформационным методом. Установлены новые закономерности влияния давления при прессовании силицида, а также температурно-временных факторов на плотность катодов-мишеней. С помощью 3D–моделирования подобран фракционный состав измельченного комплексного силицида, что обеспечило эффективное прессование при изготовлении заготовки катода.