Импульсные методы нанесения алмазоподобных покрытий. Методы получения и свойства алмазных пленок. Импульсное газофазное осаждение алмазных пленок, страница 8

Клубович с коллегами [11]использовали динамику и структуру плазменного потока,  получаемого с помощью таких источников плазмы.Они установили,  что одним из результатов воздействия потока на поверхность подло-жки является выделение тепла. при регулировании частоты поворота импульсов разряда или термостабилизации подложки не устраняется локальный кратков-ременный разогрев поверхности конденсации.

В эксперименте использовались источники плазмы с катодом из графита диаметром 30мм. Формирование и ускорение потока осуществлялось в собственном и внешнем магнитном поле. Ток разряда составлял 1-3- кА при величине поля 100-300 Э. Величина средней энергии ионов рассчитывалась по времени пролета сгустка между двумя зондами.Было установлено, что энергия составляла 10-85 эВ при изменении напряжения от 200 до500 В,  что удовлетворительно коррелирует с дан-ными  Маслова,  причем максимальная энергия ионов достигалась на расстоянии 265 мм от катода.

В близи от анода источника плазмы формировался сгусток общей дли-тельностью 350-400 мкс. длительность сгустка более чем 2 раза превышала дли-тельность горения разряда (125-150 мкс ),   а сигнал  тока насыщения на зонд в оптической тени следует с задержкой относительно лидирующего потока.

1 - катод ;                                           5 – подложка ;

2 - электрод поджига ;                     6 – зонд ;

3 - анод ;                                            7 – термопара ;

4 - cоленоид ;                                    8 – маятник ;

БП-блок поджига ;

В-  выпрямитель ;

Н-  накопитель ;

ИЕП- индуктивно-емкосной преобразователь .

Рисунок 7- Схема установки с импульсным  катодно-дуговым источником плазмы.

Разряд характеризовался двумя максимумами потока насыщения при 25-50 мкс и 300-350 мкс. В периферийной части потока формировалась тонкая структура из пакета сгустков по 20 мкс,  следующих через 75 мкс,  что свидетельствует о периодичности в структуре потока. Эти особенности были связаны только с внешним магнитным полем и объяснялись взаимодействием плазмы с полем, при зеркальном отражении плазмы от возрастающего поля.

Это выполняется  с ростом начального напряжения разряда,  причем возра-стает и ток разряда Ip и напряженность поля Н,  Н =Ip/2R,  где R –расстояние от анода до катода. При малых начальных напряжениях магнитное поле проникало в плазму,  и замагниченный поток плазмы без зеркального отражения проходит через канал,  представляя собой непрерывное образование.Максимальная плотность потока в виде сгустков при напряжении > 300 В наблюдалось по оси. Однако,  ав-торы не сделали практических выводов о том,  как эти особенности плазмы будут влиять на структуру и свойства формируемых пленок.

Основная цель нашей работы заключается в исследовании адгезионной прочности алмазоподобных покрытий с подслоем титана.

1.2  Методика измерения механических свойств

Актуальность проблемы исследования и контроля механических свойств материалов,  таких как микротвердость,  адгезионная прочность, модуль упругости,  у поверхности и в поверхностных слоях обусловлено тем,  что с контактным воздействием и контактной деформацией связаны не только служебные свойства материалов в условиях трения, усталости, схватывания, износа,  но и почти все методы обработки и упрочнения.  

1.2.1 Определение модуля упругости

Известно несколько методов определения модуля упругости при вдавли-вании ,  основанных ан решении задачи Герца об упругом вдавливании шара в полупространство. Возможно изменение упругого сближения или диаметра площади контакта. оба способа трудоемки и не позволяют определить одновременно модуль упругости и твердость.

При определении модуля упругости [12]Е.М.Резенберг исходил из того,  что характер распределения давления по поверхности контакта оказывает неболь-шое влияние на упругую деформацию. В центре контакта при любом законе распределения ассимметричного давления наблюдается упругое сближение.

   ,                                                    ( 1 )

где   m- показатель распределения давления по площади конткта ;

du- диаметр площади упругого контакта ;