ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Завершена сборка аппарата для миссии «Луна-25»

Космический аппарат для осуществления миссии «Луна-25» собран и готовится к пуску с космодрома Восточный в Амурской области. Роскосмос работает над определением новой даты, которая перенесена с мая на июль, сообщил в четверг журналистам генеральный директор Роскосмоса Дмитрий Рогозин. «Аппарат собран, проводится дополнительная проверка, испытания. Просто мы выбираем наиболее удобные маршруты ба...

Вызовы цифровизации энергетики: Росатом выступает за выработку цифровой этики

В ее преддверии директор по цифровизации Госкорпорации «Росатом» Екатерина Солнцева, выступая на глобальной сессии «Рост машин и цифровой потребитель» WEW-2021 (Всемирной энергетической недели), назвала четыре основных вызова, которые стоят перед цифровизацией энергетики. В их числе указаны гармонизация использования различных источников энергии, выработка новых бизнес-моделей для изменений в стр...

Ветропарки Росатома выработали 1 млн мегаватт-часов «зеленой» энергии

В Ставропольском крае открыта третья ветроэлектростация – Бондаревская ВЭС установленной мощностью 120 МВт. На сегодняшний день на юге России действуют уже пять ветроэнергетических станций Росатома, общая установленная мощность которых составляет 660 МВт. Строительство еще одного ветропарка – Медвеженской ВЭС в Ставропольском крае мощностью 60 МВт будет завершено до конца этого года. Ф...

Ростех завершил испытания второго газогенератора российского двигателя для «Суперджета»

Объединенная двигателестроительная корпорация Ростеха успешно завершила испытания второго опытного газогенератора – «сердца» двигателя ПД-8, предназначенного для самолета SSJ-NEW. В рамках испытаний была подтверждена корректная работа узлов, требуемые параметры температуры и давления, соответствие экологическим нормам. Следующим этапом проекта станут стендовые испытания первого опытного обра...

Власть и бизнес обсудят актуальные вопросы промышленности на XVI Национальном конгрессе «Модернизация промышленности России: приоритеты развития»

5 и 6 октября 2021 года в Центре цифрового лидерства состоится XVI Национальный конгресс «Модернизация промышленности России: приоритеты развития». Национальный конгресс входит в перечень основных мероприятий Года науки и технологий, утвержденных Правительством Российской Федерации. Ключевая тема мероприятия в 2021 году – «Комплексная модернизация отраслей промышленности». В программе Нац...

В Якутске к 2025 году построят Парк будущих поколений стоимостью 1,5 млрд рублей за счет инвестора

В Якутске до 2025 года появится Парк будущих поколений для создания городской экосистемы полезного досуга, творческого, интеллектуального, духовного и физического развития детей и молодежи. Комплекс будет построен на территории 2,4 га. Планируемый объем вложений в проект составит около 1,5 млрд рублей. Соответствующее соглашение подписали инвестиционно-строительная фирма «Дирекция по строительс...

16 Марта 2010

Наноразмерные углеродные покрытия, получаемые импульсным вакуумно-дуговым методом, применяемые для повышения эксплуатационных характеристик изделий микромеханики

Наноразмерные углеродные покрытия, получаемые импульсным вакуумно-дуговым методом, применяемые для повышения эксплуатационных характеристик изделий микромеханики

Автoры: А.И. Пoплавcкий, А.Я. Кoлпакoв, М.Е. Галкина, И.Ю. Гoнчарoв.
Белгoрoдcкий гocударcтвенный универcитет.

Облаcти применения cверхтвердых углерoдных пoкрытий, пoлучаемых иoннo-плазменными метoдами, oпределяетcя их выcoкoй микрoтвердocтью, низким коэффициентом трения, химичеcкой инертноcтью, прозрачноcтью в инфракраcном диапазоне излучения, биоинертноcтью, уникальными эмиccионными характериcтиками и т.д. [1, 2].

Одной из наиболее перcпективных облаcтей применения тонких углеродных покрытий является нанотехнология, но для этого требуется решить ряд сложных научных задач, направленных на снижение внутренних напряжений в покрытии, разработать методы управления их электропроводностью и т.д.

Импульсный вакуумно-дуговой метод [3] имеет ряд преимуществ перед стационарным методом получения сверхтвердых углеродных покрытий. Он позволяет получать существенно большие плотности плазмы и, кроме того, регулировать величину энергии  ионов без приложения ускоряющего потенциала к подложке, что приводит к увеличению величины внутренних напряжений и степени шероховатости получаемых покрытий [4]. Особое значение эти преимущества имеют в случае применения наноразмерных углеродных покрытий на изделиях микромеханики.

С учетом вышесказанного в данной работе были решены задачи, связанные с совершенствованием аппаратного обеспечения для получения наноразмерных углеродных покрытий, исследован комплекс их свойств, отработаны режимы нанесения покрытий на микрозонды (кантилеверы) сканирующих зондовых микроскопов, выпускаемых компанией «Нанотехнология — МДТ», проведены испытания, показавшие существенное улучшение их эксплуатационных характеристик. Кроме того, проведены фундаментальные исследования зависимости коэффициента абляции графита в катодных пятнах импульсного вакуумно-дугового разряда от величины заряда емкостного накопителя [5].

В результате проведенной работы были получены следующие результаты:

  • •  модернизирован катодный узел импульсного вакуумно-дугового источника углеродной плазмы с целью получение легированных металлом углеродных покрытий и определены его характеристики;
  • •    получены зависимости коэффициента абляции графита в катодных пятнах импульсного вакуумно-дугового разряда, показавшие существенные преимущества импульсного метода;
  • •    определено влияние ускоряющего потенциала на величину внутренних напряжений и морфологию поверхности наноразмерных углеродных покрытий;
  • •    исследованы свойства углеродных покрытий, легированных азотом, алюминием, вольфрамом толщиной 70 нм на кремнии;
  • •    отработаны режимы нанесения наноразмерных углеродных покрытий на кантилеверы типа DCP20, применяемые в проводящих методиках сканирующей зондовой микроскопии.

Таблица 1. Свойства углеродных покрытий, полученных импульсным вакуумно-дуговым методом, легированных различными элементами


Рис. 1. Сканы поверхности (5x5 мкм) углеродного покрытия, легированного азотом (а) и вольфрамом (б), полученные в режиме контактной атомно-силовой микроскопии (верхние) и в режиме отображения сопротивления растекания (нижние)
Рис. 1. Сканы поверхности (5x5 мкм) углеродного покрытия, легированного азотом (а) и вольфрамом (б), полученные в режиме контактной атомно-силовой микроскопии (верхние) и в режиме отображения сопротивления растекания (нижние)

В табл. 1 приведены свойства углеродных покрытий, полученных импульсным вакуумно-дуговым методом, легированных различными элементами.

Анализируя данные таблицы, можно сделать вывод, что путем легирования углеродных покрытий можно в широких пределах изменять их физико-механические характеристики.

На рис. 1 приведены результаты исследований морфологии поверхности углеродных покрытий толщиной 70 нм, легированных азотом (C:N) и вольфрамом (C:W) методами сканирующей зондовой микроскопии. Необходимо отметить значительное уменьшение количества нановыступов и их высоты в случае легирования углеродного покрытия вольфрамом. Степень шероховатости покрытия C:W в три раза меньше, чем покрытия C:N. Кроме того, покрытие C:W обладает существенно большей электропроводностью и более однородно по своим электрическим характеристикам, изменение величины электропроводности по поверхности на порядок ниже для покрытий C:W по сравнению с покрытиями C:N.

Литература
1.    Lifshitz Y. Diamond-like carbon — present status // Diamond and Related Materials. 1999. V. 8. P. 1659-1676.
2.    Стрельницкий B.E. Вакуумно-дуговой синтез алмазоподобных пленок: история, последние разработки, применение, перспективы // Вопросы атомной науки и техники. Сер. «Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (82)». 2002. № 6. С. 125— 133.
3.    Галкина М.Е., Колпаков А.Я., Сафронова О.В., Суджанская И.В. Способ формирования сверхтвердого легированного углеродного покрытия на кремнии в вакууме // Патент РФ. № 2342468.
4.    Колпаков А.Я., Галкина М.Е., Гонгаров И.Ю., Суджанская КВ., Поплавский А.И. Влияние внутренних напряжений на морфологию поверхности твердых наноразмерных углеродных покрытий // Российские нанотехнологии. 2008. Т. 3. № 9—10. С. 95—99.
5.    Камышангенко Н.В., Ковалева М.Г., Колпаков А.Я., Поплавский А.И. Влияние величины заряда емкостного накопителя на процесс абляции графита в импульсном вакуумно-дуговом разряде //Упрочняющие технологии и покрытия. 2006. № 5. С. 30—31.

Источник: Сборник тезисов докладов участников Второго международного конкурса научных работ молодых ученых в области нанотехнологий.

Кол-во просмотров: 10058
На правах рекламы