А.Маслов, Г.Дмитриев [9]использовали подобный метод для получения углеродных пленок на инструменте.Пленки осаждались при средней энергии ионов 50-70 эВ, температура подложек менее 423 К, остаточное давление 10-3Па. Была предложено, что пленки представляли собой однородный рентгеноаморфный кон-денсат с размерами упорядоченных областей 1…2нм. При скорости осаждения 2-5мкм/ч были получены пленки с микротвердостью 40-150ГПа, удельным электросопротивлением 105…1010 Ом см, остаточными напряжениями сжатия до5-10 ГПа, мало зависящими от толщины , коэффициентом трения по стали 0,07-0,08.
Было установлено, что при увеличении начального напряжения разряда от 100 до 500 В средняя энергия ионов возрастает от 25 до 100 эВ ( рисунок 5 ) при длительности разрядного импульса 400 мкс и разрядном токе 3 кА. Пример импульсного разрядного ока и соответствующего тока на зонд приведена на рисунке 6. Было найдено, что энергия электронов 5-6 эВ, концентрация частиц в потоке 2 1012… 5 1012см2 , степень ионизации 80-95 %. Схема установки на рисунке 7.
Рисунок 6- Формы импульсного разрядного тока (1 ампл =2кА , Uн=200В ) и сигнала на зонд .
Оптимальная зона напыления составляла 80 мм при скорости осаждения 15 мкм/ч, а при наличии внешнего магнитного поля 150 Э скорость была в 3-4 раза выше.
Оптимальные параметры осаждения по А. Маслова составляют : темпе-ратура подложки 323-523 К, энергия частиц 50-70 эВ.при этом достигалась микро-твердость пленок 100 ГПа , удельное электросопротивление 108 Ом см, уровень сжимающих напряжений 8-15 ГПа , плотность 2,92 г/см2 . Маслов предложил, что пленка состоит из микрокластеров с размерами 0,3-0,5 нм с внутренними химическими связями между sp3атомами, как в алмазе, которые объеденены между собой sp3и sp2атомами, хотя ранее был указан больший размер упорядоченых фрагментов структуры. Процесс образования такой пленки состоит из трех этапов :
- возбуждение межкластерных связей и аморфизирующая имплонтация в слой глубиной до2 нм за счет высокой энергии головной части сгустка . однако, никаких предположений о величине этой энергии небыло сделано. Для такой величины имплонтации она должна быть больше 500 эВ, что сомнительно для используемой плазмы ;
- формирование незавершенной алмазной стенки, состоящих из хаотически ориентированных микрокластеров с размерами от 0,1-0,5 нм за счет осаждения ионов с энергией 50-100 эВ. Вывод о размерах кластеров был сделан из данных рентгеновской дифракции, а это указывает только на то, что размер упорядоченных областей в структуре пленок был меньше 5 нм ;
- осаждение низкоэнергетичной части сгустка при энергии 10 эВ, возбуждение одно- и двух888888 за счет неупругого соударения и подготовки поверхностного слоя к воздействию следующего сгустка. Действительно, при такой энергии должна формироваться преимущественно графитоподобна структура, так как для разрыва химических связей между атомами углерода на поверхности пленки ион должен иметь энергию выше 25 эВ. Однако, не указан тип формируемых связей и что подразумевается под подготовкой поверхности.
Кроме того, предложенный механизм никак не связан с изменением режимов осаждения и температурой подложки.
Так же описанным методом получены пленки при чатоте 1 Гц, емкости 1000 мкФ, напряжении эрозии 150-600В, tu = 300мкс. Покрытия с толщиной 0,1 мкм имели показатель преломления 2,5-2,7 и удельное электрическое сопротив-ление 1011Ом см. Генератор был снабжен криволинейным солиноидом для откло-нения потока плазмы с целью очистки от микрочастиц.
В работе А.Антилы, Я.Коскинелла [10]была отмечена высокая адгезия углеродных пленок к подложкам, было определено, что количество sp атомов могло достигать 80 %. При этом использовался источник плазмы с криволинейным соленоидом.Начальное напряжение разряда достигало 4 кВ, а средняя энергия частиц на выходе 140 эВ. Эти данные во многом противоречат процессу образования пленок предложенному Масловым.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.