18.2 Карбід вольфраму

Систематичні дослідження умов утворення плівкових карбідів вольфраму (-W₂C, - W₂C і WC) та їх кристалічної структури проведені В.М. Ієвлєвим та ін.

Синтез карбідів здійснювався шляхом термовідпалювання або при фотонній обробці (ФО) плівкових систем W/C, C/W/C, C/W/W/C. Кристалічна структура і фазовий склад досліджувалися методами ПЕМ та рентгенографії. Товщина багатошарових зразків мала такі значення: 0,1 (W/C, C/W/C) та 0,5 мкм (W/C та C/W/W/C). Аналіз елементного складу здійснювався методом ОЕС.

Таблиця 1.10 – Питомий опір і мікротвердість деяких

нітридів

Нітрид	Метод отриман-ня	10^8, Омм	Метод отриман-ня	Н, ГПа	Тов-щина, мкм
TixN (x2)	МР	200	-	-	-
TiN0,86	Електрон-ний циклотронний резонанс	45	Іонно-дуговий розряд	21,20,5; 28	20-25 5
TiN0,98	АРР	110	МР	24	5
TiN1,06	АРР	82	Вакуум-не осад-ження	32,43,7	5
TiNx (x1) (монокр.)	МР	18	-	-	-

Оскільки фазові перетворення при двох методах відпалювання майже ідентичні, то можна говорити лише про субструктурні відміни при двох методах термообробки. Наведені в таблиці 1.11 дані дозволяють зрозуміти, у чому полягають відмінності фазового складу при ФО чи при швидкому термічному відпалюванні.

Таким чином, при ФО фаза WO₃ не утворюється, а при швидкій термообробці (_в  2с) фаза ОЦК W не повністю карбідизується, хоча при збільшенні _в до 10 с з’являється карбід WC разом із W₂С (відмітимо, що при ФО вдається синтезувати однофазний нанокристалічний карбід WC).

Таблиця 1.11 – Фазовий склад при термо- і фотонній

обробці

Багато-шарова система	Режим синтезу, Джсм^-2	Фазо-вий склад	Тп, К	Час від-палю-вання, с	Фазовий склад
W/C	260 450 450	W2C W2C WC	-	-	-
C/W/C	-	-	970 1270 1350 1350	2 2 2 10	W W+WO3 W+W2C W2C+WC
C/W/.../W/C	200 260 260	W2C W2C WC	-	-	-

Рентгенографічні дослідження дозволяють визначити тип і параметри решітки карбідних фаз. Фаза W₂С має дві поліморфні модифікації із орторомбічною (часто її називають ромбічною) решіткою (а = 0,472; b = 0,603 та c=0,518 нм) та гексагональною (а = 0,299 та c = 0,472 нм). Оскільки у цих двох фазах міжплощинні відстані практичного однакові, то їх ідентифікацію необхідно здійснювати шляхом додаткового аналізу інтенсивностей дифракційних ліній. Карбід WC має гексагональну решітку з параметрами а = 0,291 та с = 0,284 нм.

Якщо узагальнити результати досліджень, то можна одержати таку послідовність утворення карбідних фаз:

W + C  W + C + W₂С  C + W + W₂С + WС  WС.

Водночас у товстих плівкових системах спостерігаються деякі відхилення від цієї схеми.