Теплові режими катоду – мішені МРС, страница 6

Поверхность АА` может охлаждаться за счет теплоизлучения на держатель основы. Основа может быть укреплена так, как показана на рис.2б. В этом случае на держатель основы может падать поток энергии такой же величины, как и на саму основу, поэтому их температуры близки между собой и потоком теплоты, отводимым через поверхность В`А`, можно пренебречь по сравнению с теплоизлучением с поверхности ВА. При этом поверхность ВА можно считать теплоизолированной.

В случае же, если держатель основы будет иметь меньшую температуру, чем основа, то расчет теплоты через эту поверхность нужно проводить по соотношениям (1.9), (1.10). Однако охлаждение в этом случае будет хуже, чем в первом (рис.2а),так как температура водо-охлаждающего колпака будет существенно ниже, чем держателя основы. Следует также отметить, что в этом случае возможна неодинаковая степень прижатия различных мест основы к держателю, а это в свою очередь приведет к нежелательному градиенту температуры по площади основы. Приведенные рассуждения подтверждаются экспериментально на рисунке 3.


5. Выводы

Были рассмотрены тепловые режимы при плазменном напылении в вакууме и в атмосфере. Процесс в вакууме принято считать низкотемпературным процессом (покрытие может наноситься на поверхность основы с низкой температурой) но выделяется большое количество теплоты при формировании покрытия. Нагрев происходит за счет выделившейся кинетической и потенциальной энергий, что приводит к нежелательному повышению температуры. Что в свою очередь может привести к изменению структуры и свойств самой подложки, так и свойств наносимой пленки вплоть до ее разрушения. В связи с этим напыления проводят циклически либо охлаждают основу. Создаются различные охлаждающие приспособления.


6. Ссылки

1.  Барвинок В.А. Управление напряженным состоянием и свойства плазменных. покрытий. М.: Машиностроение.1990. -384 с

2.  Кудинов В.В., Китаев Ф.И., Цидулко А.Г., Прочностные характеристики плазменного покрытия из смеси никельалюминиего порошка // Порошковая металлургия.1975.№8.С.38-41.

3.  Кудинов В.В., Иванов В.М. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий. М.: Машиностроение,1981.192 с.

4.  Каминский М.А.Атомные и ионные столкновения на поверхности металлов. М.: Мир. 1967. 506 с

5.  Аксенов И.И., Антуфьев Ю.П., Брень В.Г. и др. Об условиях синтеза нитридов при конденсации плазменных потоков // Физика и химия обработки материалов. 1981.№4.С. 43-46.

6.  Анищенко Л.М., Лавренюк С.Ю. Тепловые режимы подложек при нанесении пленочных покрытий // Физика и химия обработки материалов. 1981.№7. С. 81-85.

7.  Бреховский В.Ф., Никитин М.М., Шоршоров М.Х. Расчет теплового потока на поверхность пленок при термическом и электронно - лучевом  плазменном испарении // Физика и химия обработки материалов.1974.№6. С. 3-6.

8.  Гуров К.П., Гусев О.В., Рослякова Т.Л., Грузин М.В. О температуре приповерхностного слоя подложки при электронно – лучевом  плазменном напылении // Физика и химия обработки материалов.1981. №1. С. 86-89.

9.  Ройх И.Л., Колтунова Л.Н., Федосов C.Н. Нанесение защитных покрытий в вакууме. М.: Машиностроение. 1976. 367 с.

10.Рыбин Б.С., Ройх И.Л. Процессы диффузии и теплопроводности в вакуумных конденсатах // Физика металлов и металловедение. 1970. Т. 30. №2. С. 276-280.

11.Григоров А.И., Дороднов А.М., Киселев М.Д. Установка типа “Пуск” 77-1 для нанесения ионно – плазменных износостойких покрытий на обрабатывающий инструмент // Технология автомобилестроения. 1978. №6. С. 10-11.

12.Кесаев Н.Г. Катодные процессы электрической дуги.  М.:  Наука.1968. 325 с.

13.Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Высшая школа. 1964. С. 50-210.

14.Лыков В.А. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа.1976. 600 с.

15.Каршаев Э.М., Аналитические методы в теплопроводности твердых тел. М.: Высшая школа.1979. 415 с.