Главная Коллекция "Revolution" Физика и энергетика Аномальный тлеющий разряд в процессах нанесения функциональных покрытий

Аномальный тлеющий разряд в процессах нанесения функциональных покрытий

Зависимость ионов от мощности в аномальном тлеющем разряде в магнитном поле. Влияние метода магнетронного распыления на модель строения неоднородных по структуре пленок оксидов металлов. Специфика потока плазмы смеси газов аномального тлеющего разряда.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	автореферат
Язык	русский
Дата добавления	28.03.2018
Размер файла	284,2 K

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Аномальный тлеющий разряд в процессах нанесения функциональных покрытий

01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы

Галяутдинов А.Р.

Казань - 2010

Работа выполнена на кафедре технологического оборудования медицинской и легкой промышленности Казанского государственного технологического университета

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Кашапов Наиль Фаикович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор

Гайсин Фивзат Миннибаевич

доктор технических наук, доцент

Герасимов Александр Викторович

Ведущая организация: ОАО «Казанское опытное конструкторское бюро «Союз»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Низкотемпературная плазма является универсальным инструментом для обработки поверхности, нанесения покрытий с заданными свойствами на детали разнообразной формы. Магнетронные распылительные системы обладают рядом преимуществ, которые предопределяют их практическое применение.

В связи со сложной зависимостью характеристик плазменного потока от параметров магнетронной распылительной системы для разработки промышленных применений аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях необходимо проведение большого количества трудоемких экспериментальных исследований. Все это сдерживает разработку технологических процессов и внедрение магнетронных распылительных систем в производство.

Существенно сократить объем экспериментов позволяет разработка физической модели низкотемпературной плазмы, связывающая параметры разряда с диэлектрической проницаемостью получаемых покрытий. Для этого необходим расчет скоростей ионов плазмы, средней длины свободного пробега, вольтамперная характеристика, пространственное распределение температуры и плавающего потенциала плазмы.

Работа направлена на исследование аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях в молекулярном потоке смеси газов в процессе нанесения неоднородных по структуре покрытий с заданными функциональными свойствами.

Работа выполнялась при финансовой поддержке РФФИ проект № 04-02-9750200/4 по теме «Разработка технологии плазменного нанесения неоднородных оптических покрытий многоцелевого назначения», АН РТ госконтракт № 06-6.7-82/2006 (Г) по теме «Производство энергосберегающих стекол для тепличных хозяйств», Фонда содействия малых форм предприятий в научно-технической сфере проект № 5267 по гос. контракту 2992р/5267 по теме «Разработка и создание прототипа теплоотражающего (низкоэмиссионного) стекла», Всемирного банка по проекту «Производство энергосберегающих стеклопакетов» конкурса "Инновации для устойчивого развития Республики Татарстан" 2006-2007 годы.

Цель и задачи исследования. Целью работы является установить параметры молекулярного течения плазмы смеси газов в скрещенных электрическом и магнитном полях для разработки технологии получения покрытий многоцелевого назначения.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

· Экспериментально исследовать характеристики молекулярного потока плазмы смеси газов аномального тлеющего разряда;

· Экспериментально исследовать пространственное распределение поля температуры аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях и нагрев подложек;

· Исследовать зависимость потоков ионов от мощности в аномальном тлеющем разряде в магнитном поле;

· Экспериментально исследовать зависимость свойств полученных неоднородных по структуре покрытий от параметров аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях;

· Определить влияние характеристик метода магнетронного распыления на модель строения неоднородных по структуре тонких пленок оксидов металлов;

Объект и методы исследования. Основным объектом исследования является поток плазмы аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях в процессе нанесения покрытий.

При исследовании параметров аномального тлеющего разряда проводились зондовые измерения пространственного распределения плавающего потенциала электрического поля, индукции магнитного поля, распределения температуры в потоке смеси газов хромель-копелевой термопарой и плотности разрядного тока на мишени.

Для исследования характеристик неоднородной по структуре пленки оксидов титана TiO_x (0<x<2) использовались специально разработанная методика ЭПР (электронного парамагнитного резонанса) в тонких пленках, рентгеноспектральный анализ, спектрофотометрические измерения. Полученные функциональные неоднородные по структуре покрытия испытывались на устойчивость к климатическим, температурным и механическим воздействиям.

Научная новизна.

1. Экспериментально определены электрические, мощностные и газодинамические характеристики молекулярного потока плазмы аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях магнетрона в процессах нанесения неоднородных по структуре оптических покрытий;

2. Установлены закономерности влияния параметров потока аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях на характеристики получаемых неоднородных по структуре покрытий;

3. Установлен оптимальный диапазон вакуумных параметров магнетронной распылительной системы (давление газа Р=0,2ч0,3 Па, напряжение на катоде U=450ч500 В, мощность разряда Р_р=3ч5 кВт, индукция магнитного поля В=0,04 Тл, расход газа G=4,3•10^-4ч8,8·10^-4 г/с) для нанесения неоднородных по структуре покрытий;

4. Впервые применен метод ЭПР для исследования структуры тонких пленок. Методом ЭПР в пленках оксида титана обнаружена спектральная линия

с g=1,97, обусловленная парамагнитными центрами Ti³⁺;

5. Разработана физическая и математическая модель строения неоднородных по структуре тонких пленок оксидов титана TiO_x (0<х<2).

Практическая значимость и реализация результатов. На основе экспериментальных исследований параметров аномального тлеющего разряда разработаны технологии, позволяющие получать неоднородные по структуре тонкопленочные покрытия с заданными свойствами;

Разработаны и методом магнетронного распыления получены три функциональных покрытия: низкоэмисиионное покрытие, высокоотражающее зеркало с обогревом, несимметричное зеркало;

Получены два патента РФ на изобретения: «Низкоэмисиионное покрытие» и «Высокоотражающее зеркало с обогревом»;

В промышленность внедрено низкоэмиссионное покрытие с улучшенными эксплуатационными и энергосберегающими свойствами, которое применяют в стеклопакетах окон зданий и на транспортных средствах для улучшения теплоизоляции светопрозрачных конструкции. Годовой экономический эффект от внедрения низкоэмиссионного покрытия на ООО НПП «Резтехкомплект» составил 5131 тыс. руб.

Полученные результаты могут быть рекомендованы к использованию в ОАО «Камаз», ТРЦНТ «НУР» и других организациях.

Достоверность и обоснованность результатов. Точность результатов обеспечивается применением современных математических методов определения погрешностей измерений. Основные экспериментальные и теоретические результаты сформулированы на основе данных, полученных с помощью новых и современных методов исследования: зондовых методов измерения, сканирующего электронного микроскопа, спектрометра ЭПР, калориметрической системы для определения мощности разряда.

На защиту выносятся следующие научные положения и выводы.

1. Результаты комплексных экспериментальных исследований электрических, мощностных и газодинамических характеристик аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях в процессе нанесения неоднородных по структуре покрытий.

2. Установленные закономерности влияния параметров аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях на характеристики получаемых неоднородных по структуре покрытий.

3. Выявленные оптимальные диапазоны вакуумных параметров магнетронной распылительной системы (давление газа Р=0,2ч0,3 Па, напряжение на катоде U=450ч500 В, мощность разряда Р_р=3ч5 кВт, индукция магнитного поля В=0,04 Тл, расход газа G=4,3•10^-4ч8,8·10^-4 г/с) для нанесения неоднородных по структуре покрытий;

4. Результаты исследования тонких пленок TiO_x методом ЭПР.

5. Физическая и математическая модель строения неоднородных по структуре тонких пленок оксидов титана TiO_x (0<х<2).

6. Технология получения и интерференционные конструкции функциональных покрытий, полученных с помощью низкотемпературной плазмы.

Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладывались на: 5-ой, 6-ой Международной конференции “Физика плазмы и плазменные технологии”, (Беларусь, Минск, 2006, 2009); XXXIV, XXXV, XXXVII международной (Звенигородкой) конференции по физике плазмы и УТС (Звенигород, 2007, 2008, 2010); Всероссийской (с международным участием) конференции «Физика низкотемпературной плазмы-2007» (Петрозаводск, 2007); научной сессии Казанского государственного технологического университета (Казань, 2003, 2005 - 2009); 2-ой и 4-ой Курчатовской молодежной научной школе (Москва, 2004, 2006).

Основные результаты исследований изложены в 35 публикациях, в т.ч. в 2 статьях в журналах, рекомендованных ВАК и 2 патентах.

Личный вклад автора состоит в непосредственном участие в постановке задач, получении, обработке и обобщении полученных экспериментальных данных, в подготовке материала к публикации.

Автор выражает благодарность за помощь в проведении экспериментов и обсуждении результатов научному консультанту к.т.н., доц. Галяутдинову Р.Т.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 141 наименование. Работа изложена на 143 страницах машинописного текста, содержит 62 рисунок, 3 таблицы, 3 приложения.

Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель исследования, поставлены задачи, изложены научная новизна и практическая ценность работы, приведена структура диссертации.

В первой главе дан обзор плазменных методов нанесения оптических тонкопленочных покрытий, представлены данные о пленкообразующих материалах, показано преимущество магнетронных распылительных систем для нанесения тонкопленочных покрытий, представлены данные об исследованиях структуры материалов методом ЭПР, сформулированы задачи диссертации.

Во второй главе описаны созданный уникальный стенд УВН-70А-2 с автоматизированным комплексом регистрации параметров плазмы, методика нанесения неоднородных по структуре функциональных покрытий, измерительная аппаратура (спектрофотометр hitachi 330, сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) Phillips XL30 ESEM TMP, спектрометр электронного парамагнитного резонанса Bruker ESP-300) и методики измерений, методика вычисления оптических характеристик пленок, оценка погрешности измерений.

На рис. 1 представлена функциональная схема вакуумной установки УВН-70А-2. В состав установки входят: 1 - вакуумная камера; 2 - боковые крышки; 3- система вакуумной откачки; 4 - магнетроны; 5 - источник питания; 6 - система газоснабжения; 7 - система фотометрического контроля толщины; 8 - система вращения подложек; 9 - обрабатываемые детали; 10 - нагреватели; 11 - смотровые окна; 12 - клапан напуска воздуха; 13 - манометрический датчик; 14- штуцера подачи охлаждающей воды; 15 - заслонка; 16 - высоковольтный блок ионной очистки; 17 - высоковольтный электрод ионной очистки.

Рис. 1. Функциональная схема экспериментальной установки.

Измерение параметров разряда МРС проводилось при помощи измерительного комплекса, в который входили: вакуумметр, вольтметр постоянного тока, амперметр постоянного тока, лабораторный набор для проведения калориметрических измерений, зонд для измерения пространственного распределения температуры, одиночный электростатический зонд для измерения плавающего потенциала плазмы, магнитный зонд, ротаметр.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований характеристик магнетронной распылительной системы в процессах нанесения неоднородных по структуре покрытий. Представлены результаты измерений свойств полученных неоднородных по структуре покрытий в зависимости от параметров разряда. В главе изучена морфология неоднородных по структуре оксидов титана TiO_x (0<х<2), проведен ренгеноспектаральный анализ, проанализированы спектры ЭПР. Определена модель строения неоднородных по структуре покрытий.

Наиболее общее представление о механизме разряда в магнетронной распылительной системе можно получить из вольтамперной характеристики (ВАХ).

Основные параметры разряда изменялись в следующих пределах: напряжение на катоде U изменялось от 375 до 600 В, мощность разряда P_р от 0,6 до 6 Кв, расстояние от поверхности магнетрона l до подложки от 0,1 до 0,2 м, давление рабочего газа в камере p поддерживалось от 0,1 до 0,3 Па, материалом катода служили медь, титан и нержавеющая сталь, время напыления t изменялось от 0,5 до 25 мин, величина индукции магнитного поля В изменялась дискретно и составляла 0,02, 0,04 и 0,08 Тл, плазмообразующим газом служили аргон (расход 4,3•10^-4 ч8,8·10^-4 г/с) и смесь аргона (расход

4,0•10^-4ч6,3·10^-4 г/с) с кислородом (расход 1,3•10^-4ч1,5·10^-4 г/с).

Степень разреженности газового потока определяется числом Кнудсена (Kn). Для процесса напыления неоднородных по структуре покрытий Kn0,1ч0,3, что соответствует молекулярному течению газа.

При движение заряженной частицы в скрещенных электрическом и магнитном полях в магнетронной распылительной системе (рис.2), на нее действует сила:

(1)

Радиус кривизны траектории частицы с зарядом e = 1,6•10^-19 Кл и массой m, определяется из выражения , где составляющая скорости, перпендикулярная к вектору напряженности магнитного поля. Для электронов перпендикулярная составляющая скорости определялась из значений температуры электронов - 10⁴ К и составляет 6,7•10⁵ м/с, для ионов аргона температура равна 300 К, а скорость составляет 432 м/с. Тогда радиус кривизны движения электрона составляет 9,6•10^-6 м, иона аргона 4,5•10^-³ м.

Скорость дрейфа заряженных частиц, расположенных в скрещенных электрическом и магнитном полях, определяется из выражения и составляет до 7,8•10³ м/с на расстоянии 0,2 м от поверхности магнетрона.

Рис. 2. Пространственное расположение напряженностей магнитного и электрического полей в магнетронной распылительной системе с планарным магнетроном.

Изменение тормозящей силы, воздействующей на ионы и электроны в ионизированной среде в скрещенных электрическом и магнитном полях при наличии столкновений (длина свободного пробега много больше характерных размеров системы), может быть выражено как , где сумма частот упругих и неупругих столкновений ионов и электронов друг с другом. В этом случае закон движения заряжен-

ных частиц будет определяться выражением:. Выберем направление осей как указано на рис. 2. Выражения для компонент скорости можно записать следующим образом:

, , (2)

где - циклотронная частота. Компоненты скорости движения электронов и ионов, движущихся в скрещенных электрических и магнитных полях имеют вид:

, , (3)

Для области, расположенной на расстояние 0,2 м от поверхности магнетрона, величина напряженности электрического поля составляет 312 В/м, при индукции магнитного поля 0,04 Тл, скорости электронов равны V_x=4,3 м/с, V_y=7,8•10³ м/с скорости ионов аргона V_x=240,1 м/с ,V_y=7,4 м/с.

С уменьшением давления ВАХ сдвигаются в область больших рабочих напряжений. Эта зависимость представлена на рис. 3. Сравнение кривых 1, 2 и 3 показывает, что даже незначительное изменение давления сильно влияет на напряжение разряда.

Рис. 3. Вольт-амперные характеристики магнетрона в зависимости от давления аргона р : 1 - 0,1 Па; 2 - 0,25 Па; 3 - 0,3 Па (В=0,04 Тл; катод - Сu; плазмообразующий газ - Ar).

Рис. 4. Вольт-амперные характеристики магнетрона в зависимости от индукции магнитного поля В: 1 - 0,02 Тл; 2 - 0,04 Тл; 3 - 0,08 Тл (р=0,25 Па; катод - Сu; плазмообразующий газ - Ar).

Влияние величины индукции магнитного поля показано на рис. 4. С увеличением индукции магнитного поля наблюдается рост тока разряда при одних и тех же значениях напряжения на катоде (кривые 1,2 и 3). Магнитная индукция повышает эффективность ионизации атомов рабочего газа, поскольку увеличивает число столкновений электронов с атомами. Можно считать, что наложение магнитного поля эквивалентно увеличению давления рабочего газа.

Скорость распыления мишени магнетрона зависит от мощности разряда, давления плазмообразующего газа в вакуумной камере и индукции магнитного поля МРС. С увеличением мощности разряда число ионов плазмообразующего газа, бомбардирующих поверхность катода в единицу времени растет. Это ведет к возрастанию числа распыленных атомов мишени. При увеличении мощности разряда скорость напыления растет линейно. Эта зависимость для различных материалов мишени магнетрона представлена на рис. 5. Температура подложек в процессе нанесения пленок составляла 520 К, давление в вакуумной камере 0,3 Па, индукция магнитного поля 0,04Тл, плазмообразующий газ аргон, расстояние от поверхности катода до подложки 15 см. Толщина получаемых покрытий увеличивается прямо пропорционально продолжительности процесса напыления. Таким образом, изменяя параметры разряда, можно регулировать скорость напыления покрытий.

Результаты калориметрических измерений и вычислений сведены в таблицу, где, U - напряжение на магнетроне; I - ток разряда; m_в(кг) - масса нагреваемой воды; t- время, затраченное на набор охлаждающей воды; ДT - температура нагрева охлаждающей воды; Р_э - мощность электрического тока, вкладываемая в тлеющий разряд магнетрона; Р_в - мощность, отводимая водой, которая охлаждает магнетрон; з (%) - коэффициент полезного действия.

Потребляемая мощность экспериментальной установки складывается из мощности вакуумной системы, мощности нагревателя подложек и мощности источника питания магнетрона. В результате измерений установлено, что 43% энергии разряда идет на нагрев катода магнетрона и менее 1% энергии разряда переходит в энергию излучения.

Рис. 5. Зависимость скорости напыления покрытия различных материалов от мощности разряда (p=0,3 Па; В=0,04 Тл; l=15 см; Т=520 К) 1 - Al; 2 - Cu; 3 - Ti.

Остальная часть энергии, вкладываемой в разряд (~55%), идет на кинетическую энергию электронов, ионизированных атомов рабочего газа и распыленных атомов материала мишени.

U, В	I, А	m_в, кг	t, с	ДT, ?С	P_э, Вт	P_в, Вт	з, %
444	10	24	60	68	4440	1909,5	43
406	8,7	37,2	60	35	3532,2	1515,4	43
360	8,7	31,2	60	37	3132	1343,6	43

Проведены измерения плавающего потенциала и пространственного распределения температуры нагрева подложки вблизи поверхности магнетрона. Обе величины вблизи поверхности магнетрона обладают сильной неоднородностью, а максимальные значения принимают над зоной эрозии мишени катода.

В процессе напыления температура подложек возрастает и выходит на насыщение, определяемое мощностью разряда и расстоянием между магнетроном и подложкой. Например, выбор режима напыления, соответствующего небольшой скорости осаждения, позволяет без дополнительного охлаждения поддерживать температуру подложки не выше T = 100 °С.

Предварительный нагрев подложек необходим для устранения быстрого роста температуры в начальный период нанесения покрытия, для предотвращения возникновения остаточных напряжений в пленке. С этой целью подложки нагревают до температуры, равной или большей той, которая установится на них в процессе осаждения покрытия. Однако нагрев отрицательно влияет на коэффициент отражения нанесенного покрытия (при температуре подложки в 50°С коэффициент отражения равен 92%, при 300°С коэффициент отражения снижается до 80%). Причиной такой зависимости является изменение структуры отражающей поверхности, когда в результате нагрева увеличивается размер зерна в осажденном покрытии.

Подача отрицательного напряжения на подложку изменяет пространственное распределение потенциала так, что ионизированные атомы аргона начинают бомбардировать поверхность растущего покрытия. С увеличением напряжения смещения на подложке коэффициент отражения уменьшается, т.к. интенсивность бомбардировки растет, это ведет к росту шероховатости пленки.

Эксплуатационные характеристики покрытий в значительной мере определяются свойственными им остаточными напряжениями. Остаточные напряжения пленок в общем случае обуславливаются двумя основными факторами: 1) структурой, 2) различием термических коэффициентов расширения пленки и подложки. Под действием этих напряжений пленки могут растрескиваться и отслаиваться.

При формировании пленок с помощью МРС вначале возникают значительные отрицательные (растягивающие) напряжения. В течение первых 10 минут напыления подложка быстро прогревается. На 13-18 минутах рост температуры замедляется, и она становится достаточной для снятия растягивающих напряжений.

Отрицательный потенциал смещения на подложке дает дополнительный вклад в суммарную тепловую энергию на поверхности подложки за счет бомбардировки поверхности положительными ионами. Поскольку часть распыленных атомов находился в ионизированном состоянии, то увеличивается средняя энергия и подвижность осаждаемых частиц. Это также способствует снятию внутренних напряжений в пленке.

Другим важным требованием к металлизации является высокая электропроводность, высокая адгезия и плотность покрытий. Поэтому одной из основных характеристик металлических покрытий является удельное сопротивление. Исследование влияния интенсивности и продолжительности распыления мишени магнетрона на удельное сопротивление напыляемых металлических покрытий показало, что определяющим фактором является их толщина. При толщине менее 20 нм удельное сопротивление пленок велико, что указывает на отсутствие целостной структуры. С ростом толщины пленок от 20 до 60 нм наблюдается резкое падение удельного сопротивления, что свидетельствует о формировании сплошной пленки. При дальнейшем росте толщины происходит незначительное понижение удельного сопротивления, значение которого стремится к значению удельного сопротивления массивного образца.

Проведенные измерения адгезионной прочности, остаточных напряжений, группы механической прочности, удельного сопротивления для пленок Al, Cu, Ti, Al₂O₃, TiO₂, осажденных на подложки из стекла в режиме P_р = 0,6 - 6 кВт, p = 0,1 - 0,3 Па, l = 0,10 - 0,2 м, T = 300 - 570 К, t = 15 мин показали, что:

1. Толщина покрытий, получаемых при помощи магнетронной распылительной системы для данной конструкции магнетрона, регулируется продолжительностью процесса нанесения покрытия и мощностью разряда;

2. Применение магнетрона в процессе нанесения покрытия позволяет наносить покрытия на пластики, обладающие низкой термостойкостью;

3. Покрытия устойчивы к истиранию и соответствуют нулевой группе механической прочности по ОСТ 3 191-95;

4. Значение остаточных напряжений покрытий оксида титана уменьшается в три раза с увеличением толщины от 1 до 4 мкм;

5. Адгезионная прочность покрытия из оксида алюминия составляет 80•10⁵ Н/м²и с увеличением шероховатости поверхности подложки до 0,2 мкм уменьшается в два раза;

6. Коэффициент отражения алюминиевого покрытия уменьшается с увеличением температуры подложки и величины отрицательного напряжения смещения.

7. С ростом толщины пленок от 20 до 60 нм наблюдается рост электропроводности металлических пленок. При толщине свыше 100 нм удельное сопротивление металлических пленок приближается к значению удельного сопротивления массивного образца.

Используя полученные зависимости, можно изменять такие параметры нанесения покрытия как мощность разряда, время нанесения покрытия, температуру предварительного нагрева подложек с целью регулирования механических, оптических, электрических свойств и скорости напыления покрытия.

Для определения химического состава получаемых методом магнетронного распыления покрытий проведен рентгеноспектральный анализ. На рис. 6 представлен спектр характеристического излучения пленки TiO_x на кварцевой подложке, при значении ускоряющего напряжения электронной пушки СЭМ 10 кВ. Технологические условия осаждения анализируемого покрытия следующие: ток разряда I = 5,3 А, давление в вакуумной камере в процессе нанесения p = 0,27 Па, напряжение разряда U = 471 В, температура нагрева подложек t = 240 єС, время нанесения покрытия ф = 10 мин, расстояние от поверхности мишени магнетрона до подложки l = 8 см, соотношение газов аргона и кислорода в вакуумной камере в процессе нанесения V_Ar/V_O₂ = 6,5/1. Спектрофотометрическим методом определена толщина покрытия - d = 212 ± 2 нм. Энергодисперсионный детектор регистрирует характеристическое излучении от пяти элементов: Ti K_в = 4,9 кэВ, к_б = 4,5 кэВ и l_в = 0,4кэВ , Si к_б = 1,7 кэВ, Al к_б = 1,5 кэВ, О к_б = 0,5 кэВ, С к_б = 0,3 кэВ.

Также был проведен рентгеноспектральный анализ кварцевых подложек, на которые наносились тонкие пленки. В подложке не зарегистрировано никаких элементов, кроме кремния и кислорода.

Для определения состава получаемых неоднородных по структуре пленок применен метод ЭПР. Метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) позволяет выявить структуру и окружение парамагнитных ионов, определить их валентность. Полученные пленки оксида титана могут содержать парамагнитные ионы Ti²⁺ или Ti³⁺. Для верной интерпретации ЭПР спектров методом рентгеноспектрального анализа определен химический состав пленки, полученной методом магнетронного распыления.

Исследование методом ЭПР парамагнитных ионов в таких системах как тонкие пленки ТiO_x, нанесенные на кварцевые подложки, сопряжено с рядом трудностей. С одной стороны парамагнитные центры сосредоточены в сравнительно малом объеме 10х3х2•10^-4 мм и, следовательно, в измерительном резонаторе будет иметь малый эффективный объем, а с другой стороны концентрация парамагнитных спинов в пересчете на 1 см³ будет высокой порядка 10²², что может сказаться как существенное уширение спектральных линий.

На рис. 7 приведен ЭПР спектр отожженной облученной рентгеновским излучением пленки TiO_x и необлученного образца, измеренного при температуре 4,2 К. Измерения проведены на частоте 9,42 и 9,64 ГГц при температуре 4 и 77 К соответственно. На рис. 7 в спектре ЭПР необлученного образца наблюдается спектральная линия с g = 1,97, шириной 120 Э. Такое положение может соответствовать парамагнитным центрам Ti³⁺, имеющий электронный спин S = Ѕ (3d¹ ион). Тогда как для центров Ti²⁺ спектральные линии не наблюдаются. Чтобы изменить соотношение концентраций парамагнитных центров титана, пленка TiO_x была облучена рентгеновским излучением при температуре жидкого азота. Затем, чтобы избежать влияния короткоживущих центров, полученных как в подложке и пленке, так и в держателе образца, был сделан отжиг в течение 5 минут при температуре около 300 К. Поскольку воздействию рентгеновского излучения подвергалась кварцевая подложка, на которой находилась пленка TiO_x, то был измерен спектр ЭПР кварцевых подложек, после того как с нее была удалена пленка TiO_x. Эти данные были учтены при описании спектров ЭПР. Из сравнения спектра ЭПР пленок TiO_x, полученных до воздействия рентгеновского облучения и после (рис. 7), следует, что в области полей Н = 2224 Э (g = 3,00) наблюдается одиночная линия ЭПР шириной 140 Э. Для спектров ЭПР парамагнитных центров со спином S = 1, должно наблюдаться характерное тонкое расщепление. Кроме того, сравнивая интенсивности линий ЭПР Ti³⁺, следует, что новая линия не связана с изменением ионизации и концентрации ионов Ti³⁺ при воздействии рентгеновского излучения.

Аналогичные измерения были проделаны при температуре жидкого азота - 77 К, и была зарегистрирована только одна линия (g = 3,00) шириной 650 Э, возникшая после воздействия на пленку рентгеновского излучения, тогда как линия от ионов титана не наблюдается. Анализ ЭПР спектров позволяет заключить, что в пленке присутствует небольшое количество ионов Ti³⁺. Ионов Ti²⁺ слишком мало для регистрации методом ЭПР. Эти данныепозволяют предположить, что само покрытие является неоднородным по структуре. Т.е. структура пленок, получаемых методом магнетронного распыления, состоит из смеси оксидов титана и металлических кластеров. Причем размеры кластеров малы, т.к. изучение морфологии поверхности пленок при разрешении СЭМ 15 нм, не выявляет неоднородности по составу

аномальный ион разряд магнетронный

кэВ

Рис. 6. Спектр характеристического излучения пленки TiO_x на кварцевой подложке, где FS - общее количество фотонов, зарегистрированных прибором в процессе измерения спектра, Lsec - длительность эксперимента в секундах, Res - разрешающая способность энергодиперсионного детектора в эВ.

Рис. 7. ЭПР спектр

- - - отожженной облученной рентгеновским излучением пленки TiO_x

???? необлученного образца (пленка TiO_x на кварцевой подложке) н = 9,42 ГГц, 4,2 К.

(например, вкрапления мелких капель титана) и структуре (наличие монокристаллических образований). Данная неоднородная структура, когда поглощающие частицы с диэлектрической проницаемостью находятся в среде с диэлектрической проницаемостью _d, описывается моделью Максвелла-Гарнета, в которой степень окисления изучаемых пленок с диэлектрической проницаемостью _с () описывается фактором заполнения q = 4Na³/3 - частью объема, который занимают поглощающие кластеры, где N - число хаотически распределенных в единице объема однородных поглощающих сфер радиусом а.

Из соотношения Максвелла-Гарнета следует, что диэлектрическая постоянная пленок TiO_x смеси _с зависит от фактора заполнения q и от диэлектрической проницаемости металла и диэлектрика _d. Это дает возможность получать требуемую величину комплексного показателя преломления пленок TiO_x в зависимости от степени окисления. На рис. 8 представлены экспериментальные значения комплексного показателя преломления т= n(q) -i · k(q) оксида титана TiO_x для шести образцов с различными степенями окисления для длины волны 600 нм, и рассчитанные в рамках модели Максвелла- Гарнета.

В целом для всех экспериментально рассчитанных комплексных показателей преломления образцов наблюдается согласие с моделью Максвелла-Гарнета, т.е. от изменения степени заполнения q (характеристики модели строения) зависит комплексный показатель преломления TiO_x.

Рис. 8. Экспериментально полученные значения комплексных показателей преломления (n1чn6, k1чk6) и рассчитанные по модели Максвелла-Гарнета n(q) - сплошная линия и k(q) пунктирная линия, на длине волны 600 нм.

Таким образом, изменение степени окисления приводит к изменении фактора заполнения q, что, в свою очередь, приводит к изменению величины комплексного показателя преломления. Возможность регулирования параметрами МРС в процессах конденсации покрытий позволяет точно контролировать величину поглощения покрытия и изготавливать покрытиями с требуемыми оптическими характеристиками для реализации многослойных

интерференционных систем. Из данных спектрофотометрических измерений, рентгеноспектрального анализа и метода ЭПР следует, что пленки оксидов металла, получаемые методом магнетронного распыления, являются неоднородными по структуре, т.е. в матрице диэлектрика TiO₂ расположены металлические вкрапления Ti диаметром менее 15 нм, что соответствует модели Максвелла-Гарнета.

В четвертой главе на основе проведенных экспериментальных и теоретических исследований представлены результаты оптических, механических и эксплуатационных характеристик, полученных с помощью низкотемпературной плазмы неоднородных по структуре функциональных покрытий на основе тонких пленок оксидов с заданными оптическими свойствами. Комплексные показатели преломления неоднородных по структуре пленок оксидов рассчитаны в рамках модели Максвелла-Гарнета. Рассмотрены вопросы применения полученных неоднородных по структуре тонкопленочных покрытий с заданными физическими свойствами в интерференционных системах.

1. Несимметричное зеркало применяют в области оптического приборостроения, а именно, в элементах оптико-электронных систем, которые могут быть использованы для равномерного ослабления падающего излучения при высокой разнице спектрального отражения со стороны подложки и со стороны покрытия. Это необходимо для изготовления несимметричного зеркала, у которого величина коэффициента отражения со стороны подложки и со стороны покрытия различна. Таким образом, достигается эффект «непрозрачности» неотражающего нейтрального оптического фильтра, когда коэффициент отражения превышает коэффициент пропускания в одном направлении, и прозрачности в обратном. Несимметричное зеркало состоит из 2-х слоев, наносимых в следующем порядке, начиная от стеклянной подложки: полупрозрачный зеркальный слой титана, геометрической толщиной 17ч19 нм, слой диоксида титана с высоким показателем преломления для снижения коэффициента отражения со стороны покрытия, геометрической толщиной 40ч50 нм.

Несимметричное зеркало, состоящее из слоя титана геометрической толщиной 17 нм и слоя диоксида титана геометрической толщиной 45 нм, обладает интегральными коэффициентами пропускания - 30%, отражения со стороны подложки - 30%, отражения со стороны покрытия - 2% в диапазоне длин волн 400-700 нм.

2. Низкоэмиссионное покрытие применяют в стеклопакетах окон зданий и на транспортных средствах для снижения потерь тепла, вызываемые инфракрасным излучением через светопрозрачные конструкции на территориях с холодным климатом, а на территориях с жарким климатом для уменьшения притока тепла в кондиционируемые помещения. Низкоэмиссионное покрытие состоит из 2-х слоев, наносимых в следующем порядке, начиная от стеклянной подложки: теплоотражающий слой из оксида олова, геометрической толщиной 200ч300 нм, слой фтористого магния для снижения коэффициента отражения со стороны покрытия, геометрической толщиной 92ч98 нм.

Получено низкоэмиссионное покрытие, имеющее геометрическую толщину слоя оксида олова 250 нм и геометрическую толщину слоя фтористого магния 94 нм, которое обладает:

- коэффициентом пропускания света в видимой области спектра 95 % и коэффициентом отражения в инфракрасной области спектра 83 %;

- группой химической устойчивости - первая (наивысшая), выдерживают действие растворителей, щелочей;

- влагоустойчивостью - первая группа (наивысшая), выдерживают действие влажность 98 % при температуре 40⁰С в течение 10 суток;

- группой механической прочности - нулевая (наивысшая) группа, выдерживают более 3000 оборотов воздействия наконечника на приборе СМ-55;

- выдерживают действие термоудара от - 50⁰С до + 50⁰С.

Преимущество разработанного низкоэмиссионного покрытия заключается: в его более высокой прозрачности в видимом диапазоне спектра при такой же теплозащите (по сравнению с конкурентами); в высоких эксплуатационных характеристиках. Повышенные эксплуатационные свойства позволяет упростить процесс транспортировки, хранения и обработки энергосберегающих стекол на основе данного низкоэмиссионного покрытия.

3. Высокоотражающее зеркало с обогревом используют в качестве автомобильных зеркал заднего вида, обеспечивающих безопасность эксплуатации транспортных средств, декоративных фасадных стекол зданий, зеркальных нагревательных панелей для обогрева помещений. Обогрев внешнего автомобильного зеркала актуален для территорий с влажным и холодным климатом, поскольку является эффективным и универсальным средством, позволяющим удалять с поверхности зеркала не только капли воды, но и иней, снег и лед, а также препятствует обмерзанию зеркала при движении автомобиля в холодное время года. Высокоотражающее зеркало с обогревом состоит из 3-х слоев, наносимых в следующем порядке, начиная от стеклянной подложки: отражающий токопроводящий слой нержавеющей стали геометрической толщиной 20-1000 нм, слой из оксида кремния геометрической толщиной 60-70 нм, слой оксида титана геометрической толщиной 50-60 нм.

Получены зеркала размером от 100Ч190 мм до 100Ч640 мм, которые имеют электрическое сопротивление слоя нержавеющей стали 5ч70 Ом, при источнике напряжением 12 В рассеивают мощность на зеркале от 2 до 30 Вт и нагреваются за 3 ч 7 секунд до 20^оС, обеспечивая быстрое удаление влаги с поверхности зеркала.

Коэффициент отражения таких зеркал повышен до 85 % в видимой области спектра 400 ч 700 нм, при стабильном электрическом сопротивлении нагревательного элемента.

выводы

1. Проведены комплексные экспериментальные исследования параметров аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях в процессе нанесения неоднородных по структуре покрытий. Определены вольтамперные характеристики разряда, распределения плавающего потенциала, температуры аномального тлеющего разряда, зависимости скорости напыления покрытия от мощности разряда во всех режимах работы магнетронной распылительной системы с различными материалами мишени и расхода газа.

2. Установлен оптимальный диапазон параметров магнетронной распылительной системы (давление газа p=0,2ч0,3 Па, напряжение на катоде U=450ч500 В, мощность разряда Р_р=3ч5 кВт, индукция магнитного поля В=0,04 Тл, расход газа G=4,3•10^-4ч8,8·10^-4 г/с, Kn=0,1ч0,3) для нанесения неоднородных по структуре покрытий.

3. В результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что для регулировки степени окисления оксида титана TiO_x (0<х<2) соотношение расхода реакционного газа кислорода к расходу плазмообразующего газа аргона изменяется в диапазоне G_O₂ / G_Ar = 0/1ч1/6.

4. Впервые методом ЭПР исследована структура пленок оксидов титана. Обнаружена спектральная линия с g=1,97, обусловленная парамагнитными центрами Ti³⁺, содержащимися в пленке оксидов титана. Установлена модель строения неоднородных по структуре покрытий оксида титана, полученных методом магнетронного распыления, которая описывается моделью Максвелла-Гарнета.

5. Разработана технология нанесения функциональных покрытий с помощью низкотемпературной плазмы.

6. Разработаны и получены несимметричное зеркало, низкоэмиссионное покрытие и высокоотражающее зеркало с обогревом на основе тонких неоднородных по структуре пленок оксидов титана, кремния и олова. Получено два патента на изобретение. Годовой экономический эффект от внедрения патентов составил 5 131 000 руб.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в ведущем рецензируемом журнале ВАК, патенты

1. Галяутдинов, А.Р. Состав и структура пленок оксида титана, полученных методом магнетронного распыления / А.Р. Галяутдинов, Р.Т. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов // Прикладная физика. - 2007. - №6. - С. 108-110.

2. Галяутдинов, А.Р. Получение наноструктурных пленок низкотемпературной плазмой / А.Р. Галяутдинов, Р.Т. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов // Прикладная физика. - 2008. - №6. - С. 101-105.

3. Пат. №2316155 Российская Федерация. МПК⁷ H05B 3/84. Высокоотражающее зеркало с обогревом / А.Р. Галяутдинов, Р.Т. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов - №2006120497; заявл. 13.06.2006 ; опубл. 27.01.08, Бюл. №3. - 4 с.

4. Пат. №2339591 Российская Федерация. МПК⁷ С03С 17/34. Низкоэмиссионное покрытие / А.Р. Галяутдинов, Р.Т. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов. - №2006128640; заявл. 25.07.2006 ; опубл. 27.11.08, Бюл. №33. - 3 с.

Материалы и труды конференций

5. Галяутдинов, А.Р. Двухслойные несимметричные зеркала / А.Р. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов // Всеросс. молодеж. научно-практ. конф. «Инновации в науке, технике, образовании и социальной сфере» : материалы конф. / под ред. д.т.н. Р.Т. Сиразетдинова и др. / КГТУ им. А.Н Туполева. - Казань, 31 окт. - 1 нояб. 2003. - с. 116.

6. Галяутдинов, А.Р. Магнетронное нанесение оксидов титана в вакууме и исследование структуры пленок методом ЭПР / А.Р. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов // Вторая росс. студен. научно-техн. конф. «Вакуумная техника и технология» : материалы конф. / КГТУ. - Казань, 12-14 апр., 2005. - С. 108.

7. Галяутдинов, А.Р. Исследование методом ЭПР структуры оксидных

пленок, полученных с помощью низкотемпературной плазмы / А.Р. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов, Ю.К. Розенцвайг // 11-я школа по плазмохимии для молодых ученых России и стран СНГ : материалы конф. / Ивановс. гос. хим-технол. ун-т. - Иваново, 13 - 18 мая 2005. - С. 267-269.

8. Галяутдинов, А.Р. Плазменное напыление тонких пленок TiO_х и их исследование методом ЭПР / А.Р. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов, Ю.К. Розенцвайг // 2-ая Курчат. молодеж. науч. школа : сб тр. [на компакт диске] / ИЯС РНЦ «Курчат. ин-т». - М., 2005. - С. 164-171.

9. Галяутдинов, А.Р. Получение пленок оксида титана с помощью магнетронной распылительной системы / А.Р. Галяутдинов, Р.Т. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов // XIII Научно-техн. конф. с участием зарубеж. специалистов «Вакуум. наука и техника» : материалы конф. / Под ред. д.т.н., проф. Д.В. Быкова. / Моск. гос. ин-т электроники и математики. - М., октяб. 2006. - С. 335-337.

10. Galiaoutdinov R.T. Plasma deposition of nanodimentional non-uniform optical coatings / A.R. Galiaoutdinov, R.T. Galiaoutdinov, N.F. Kashapov // V Internatoinal conferen-ce “Plasma physics and plasma technology” : Contributed papers : in 2 v. V. II / Institute of molecular and atomic physics National Academy of Sciences of Belarus. - Minsk, Belarus, September 18-22, 2006. - P. 459 - 462.

11. Галяутдинов, А.Р. Регистрация технологических параметров в процессе нанесения функциональных покрытий в вакууме / А.Р. Галяутдинов, А.Г. Лучкин, Г.С. Лучкин // третья росс студен. научно-техн. конф. «Вакуум. техника и технология» : материалы конф. / КГТУ. - Казань, 10-12 апр., 2007. - С. 151-153.

12. Галяутдинов, А.Р. Плазменное нанесение высокоотражающих зеркальных покрытий с обогревом на стекло / А.Р. Галяутдинов, Р.Т. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов, Г.С. Лучкин // Всеросс. (с междунар. участием) конф. «Физика низкотемператур. плазмы-2007» : материалы : в 2 т. Т. 1 / ПетрГУ. - Петрозаводск, 24-28 июня 2007. - С. 189-192.

13. Галяутдинов, А.Р. Оптические характеристики пленок оксида титана / А.Р. Галяутдинов, Р.Т. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов // Х междунар. конф. «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» : тр. / УлГУ. - Ульяновск, 25-28 авг. 2008. - C. 43-44.

14. Галяутдинов, А.Р. Высокоотражающее токопроводящее зеркало / А.Р. Галяутдинов, Р.Т. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов // 5-й междунар. симпозиум по теорет. и приклад. плазмохимии : сб. тр. : в 2 т. Т. 1 / Ивановс. гос. хим.-технол. ун-т. - Иваново, 3-8 сент. 2008. - С. 301 - 304.

15. Галяутдинов,А.Р. Энергосберегающие стекла / А.Р.Галяутдинов // Научно-практ. конф. студентов и аспирантов «Актуал. проблемы гор. хозяйства и социал. сферы города» : материалы/ Мэрия г.Казани.- Казань, 14-15 дек. 2007.-С.16.

Тезисы докладов конференций

16. Галяутдинов, А.Р. Синтез многослойных интерференционных покрытий. Несимметричное зеркало / А.Р. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов // Республик. конкурс науч. работ среди студентов на соискание премии им. Н.И. Лобачевс. : сб. тез. итоговой конф. : в 2 т. Т. 2 / под общей ред. М.М. Бариева. / КГУ. - Казань 28-30 апр. 2003. - С. 236.

17. Галяутдинов, А.Р. Изготовление несимметричных зеркал электронно-лучевым методом в вакууме / А.Р. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов // Первая росс. студен. научно-техн. конф. «Вакуумная техника и технология» : тез. докл. / КГТУ. - Казань, 8-10 апр., 2003. - С. 29.

18. Галяутдинов, А.Р. Нанесение пленок оксидов титана и их исследование методом парамагнитного резонанса / А.Р. Галяутдинов // Науч. сес. : аннот. сообщ. / КГТУ. - Казань, 1-4 февр. 2005. - С. 288.

19. Галяутдинов, А.Р. Плазменное напыление тонких пленок TiO_х и их исследование методом ЭПР / А.Р. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов, Ю.К. Розенцвайг // 2-ая Курчат. молодеж. науч. школа : сб. аннот. работ / ИЯС РНЦ «Курчат. ин-т». - М., 15-17 нояб. 2004. - С. 58.

20. Галяутдинов, А.Р. Плазменное нанесение тонких пленок TiO_х с регулируемым поглощением / А.Р. Галяутдинов, Н. Ф. Кашапов, Ю.К. Розенцвайг. // 4-ая Курчат. молодеж. науч. школа : сб. аннот. работ. / ИЯС РНЦ «Курчат. ин-т». - М., 20-22 нояб. 2006 г., с. 54.

21. Галяутдинов, А.Р. Рентгеноспектральный анализ тонких пленок оксида титана / А.Р. Галяутдинов // Науч. сес. : аннот. сообщ. / КГТУ. - Казань, 5-9 февраля 2007. - С. 270.

22. Галяутдинов,А.Р. Рентгеноспектр. анализ пленок оксида титана, получен. методом магнетронного распыления / А.Р.Галяутдинов, Р.Т.Галяутдинов, Н.Ф.Ка-шапов // XXXIV Междунар. (Звенигородс.) конф. по физике плазмы и УТС : тез. докл. / ЗАО НТЦ «Плазмаиофан». - Звенигород, 12-16 февр. 2007. - С. 289.

23. Галяутдинов, А.Р. Применение многоканальной системы сбора данных МВА8 для нанесения покрытий в вакууме / А.Р. Галяутдинов, Г.С. Лучкин // Науч. сес. : аннот. сообщ. / КГТУ. - Казань 4-8 февр. 2008. - с. 276.

24. Галяутдинов, А.Р. Исследование наноструктурных пленок полученных низкотемпературной плазмой / А.Р. Галяутдинов, Р.Т. Галяутдинов, Н.Ф. Каша-пов // XXXV Междунар. (Звенигородс.) конф. по физике плазмы и УТС : тез. докл. / ЗАО НТЦ «Плазмаиофан». - Звенигород, 11-15 февр. 2008. - С. 300.

25. Галяутдинов, А.Р. Исследование оптических и эксплуатационных характеристик низкоэмиссионного (теплоотражающего) покрытия на основе оксида олова // Науч. сес. : аннот. сообщ. / КГТУ. - Казань, 3-6 февр. 2009. - С. 276.

Размещено на Allbest.ru

...

автореферат "Аномальный тлеющий разряд в процессах нанесения функциональных покрытий" скачать

Подобные документы

Оптическое управление расходом реактивного газа в процессах магнетронного нанесения покрытий
Осаждение пленочных покрытий сложного химического состава (оксидов, нитридов, металлов). Проблема магнетронного осаждения. Исследование влияние нестабильности мощности и давления магнетронного разряда на процесс осаждения пленок, результаты экспериментов.

диссертация [1,1 M], добавлен 19.05.2013
Плазма тлеющего разряда
Понятие плазмы тлеющего разряда. Определение концентрации и зависимости температуры электронов от давления газа и радиуса разрядной трубки. Баланс образования и рекомбинации зарядов. Сущность зондового метода определения зависимости параметров плазмы.

реферат [109,9 K], добавлен 30.11.2011
Тлеющий газовый разряд
Изучение тлеющего газового разряда как одного из видов стационарного самостоятельного электрического разряда в газах. Создание квантовых источников света в люминесцентных лампах. Формирование тлеющего газового разряда при низком давлении газа, малом токе.

презентация [437,2 K], добавлен 13.04.2015
Физика тлеющего разряда
Характеристики тлеющего разряда, процессы, обеспечивающие его существование. Картина свечения. Объяснение явлений тлеющего разряда с точки зрения элементарных процессов. Вольт-амперная характеристика разряда между электродами. Процессы в атомарных газах.

реферат [2,8 M], добавлен 03.02.2016
Определение зависимости ионного тока тлеющего разряда в азоте и гелии от расстояния между коллектором ионов и катодом
Самостоятельный и несамостоятельный разряды в газах. Описание установки для измерения тока ионного тока тлеющего разряда. Модель физического процесса. Построение графиков, отображающих зависимость ионного тока тлеющего разряда от расстояния до коллектора.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.09.2012
Физические основы нанесения покрытий методом распыления
Физические основы различных распылений: ионного, катодного, магнетронного, высокочастотного. Получение покрытий распылением в несамостоятельном газовом разряде. Методы контроля параметров осаждения покрытий. Вакуумная металлизация полимерных материалов.

курсовая работа [457,3 K], добавлен 19.01.2011
Виды разрядов в газе
Виды самостоятельных разрядов постоянного тока с холодным катодом. Бомбардировка поверхности катода в аномальном тлеющем разряде. Изучение схемы подключения газоразрядного промежутка к источнику питания. Возникновение искрового и коронного разрядов.

контрольная работа [234,5 K], добавлен 25.03.2016
Исследование тлеющего разряда в СО2-лазере
Понятие и назначение СО2-лазера, его технические характеристики и составляющие части, принцип работы и выполняемые функции. Порядок расчета основных показателей СО2-лазера. Способы организации несамостоятельного разряда постоянного тока, расчет его КПД.

контрольная работа [627,3 K], добавлен 11.05.2010
Коронный разряд
Коронный разряд как явление, связанное с ионизацией воздуха в электрическом поле с высокой напряженностью. Положительный тлеющий коронный разряд. Электрическая очистка газов. Счетчики элементарных частиц. Мокрые, сухие, вертикальные электрофильтры.

статья [304,4 K], добавлен 12.06.2009
Положительный столб тлеющего и дугового разрядов
Основные параметры и свойства положительного столба (ПС) тлеющего и дугового разрядов. Метастабильные атомы в ПС. Явление катафореза в смеси газов. Основные механизмы накачки возбужденных энергетических уровней газа. Излучение ПС, параметры плазмы.

контрольная работа [511,1 K], добавлен 25.03.2016
Электрический ток в газах
Изучение физических свойств и явлений, описывающих протекание электрического тока в газах. Содержание процесса ионизации и рекомбинации газов. Тлеющий, искровой, коронный разряды как виды самостоятельного газового разряда. Физическая природа плазмы.

курсовая работа [203,2 K], добавлен 12.02.2014
Тлеющий газовый разряд
Тлеющий газовый разряд как один из видов стационарного самостоятельного электрического разряда в газах. Применение его как источника света в неоновых лампах, газосветных трубках и плазменных экранах. Создание квантовых источника света, газовых лазеров.

презентация [437,2 K], добавлен 13.01.2015
Практические аспекты процессов химической технологии
Описание двухступенчатого BOSH-процесса. Классификация электрических разрядов в газе. Способы создания разряда постоянного тока. Движение электрона в постоянном электрическом поле в вакууме. Зависимость типа разряда от частоты отсечки ионов и электронов.

презентация [2,5 M], добавлен 02.10.2013
Свойства оксидных покрытий, полученных с помощью дуального магнетрона
Способы нанесения оксидных пленок. Физические основы работы магнетронных распылительных систем. Особенности нанесения оксидов дуальной магнетронной распылительной системы. Процессы роста и параметры тонких пленок. Ионно-плазменная установка "Яшма".

дипломная работа [2,8 M], добавлен 15.06.2012
Электрический ток в газах
Условия возникновения электрического разряда в газах. Принцип ионизации газов. Механизм электропроводности газов. Несамостоятельный газовый разряд. Самостоятельный газовый разряд. Различные типы самостоятельного разряда и их техническое применние.

реферат [32,3 K], добавлен 21.05.2008
Плазмохимическое травление
Устройство для получения высокочастотного индукционного разряда. Условия циклотронного резонанса. Виды реакторов высокочастотного емкостного разряда. Основные способы генерации плазмы. Зависимость скорости плазменного травления от параметров процесса.

презентация [1,9 M], добавлен 02.10.2013
Газоразрядные приборы
Структура и специфика использования приборов тлеющего разряда. Понятие, а также функциональные возможности стабилитронов. Вентили тлеющего разряда. Конструкции тиратронов. Особенности использования несамостоятельных разрядов в технологических лазерах.

контрольная работа [285,4 K], добавлен 11.08.2014
Пространственное распределение частиц в реакторе. Баланс мощности плазмохимического реактора
Изучение понятия неоднородности плазмы. Определение напряженности поля, необходимой для поддержания стационарной плазмы. Кинетика распыления активных частиц ионной бомбардировкой. Взаимодействие ионов с поверхностью. Гетерогенные химические реакции.

презентация [723,6 K], добавлен 02.10.2013
Коронный разряд
Коронный разряд, электрическая корона, разновидность тлеющего разряда; возникает при резко выраженной неоднородности электрического поля вблизи одного или обоих электродов. Подобные поля формируются у электродов с очень большой кривизной поверхности.

лекция [18,9 K], добавлен 21.12.2004
Электрический ток в газах
Электрический разряд в газах. Ионизация газов. Механизм электропроводности газов. Несамостоятельный газовый разряд. Самостоятельный газовый разряд. Различные типы самостоятельного разряда и их техническое применение.

реферат [22,1 K], добавлен 17.05.2006

Другие документы, подобные "Аномальный тлеющий разряд в процессах нанесения функциональных покрытий"

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

сколько стоит заказать работу?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.