ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Минпромторг России поддержит российских производителей средств производства и автоматизации

Министерство промышленности и торговли Российской Федерации объявило о проведении дополнительного отбора российских производителей средств производства и автоматизации для возмещения убытков, связанных с предоставлением скидок покупателям при реализации продукции. Данная субсидия предоставляется в рамках трех федеральных проектов, входящих в национальный проект «Средства производства и автомати...

Горьковский автозавод представил на ЦИПР особо значимый проект по созданию комплексной системы управления жизненным циклом продукта и производством

Горьковский автозавод представил проект по внедрению цифровых систем управления жизненным циклом продукта и производством. Проект демонстрируется на площадке конференции «Цифровая индустрия промышленной России» (ЦИПР), которая проходит со 2 по 8 июня 2025 года в Нижнем Новгороде. Проект, внедрение которого началось в 2023 году, реализуется при поддержке Российского фонда развития информационных...

В Совете Федерации обсудили инструменты развития газохимической и нефтехимической отрасли Дальнего Востока

В Совете Федерации состоялось совещание на тему «Газификация и ее производные: газохимия и нефтехимия как драйвер роста экономики Дальневосточного федерального округа». Модератором заседания выступила заместитель директора департамента по привлечению инвестиций Корпорация развития Дальнего Востока и Арктики (КРДВ) Анастасия Набатчикова. Открывая мероприятие, член Комитета СФ по федеративному ус...

Президенту РФ предложили районы для пилотных проектов автоматизированных логистических центров

Ростовская и Нижегородская области могут стать пилотными площадками для реализации первых в России проектов создания комплексных автоматизированных логистических центров, где большую часть работы выполняют роботизированные системы, а не человек. С таким предложением выступил председатель совета директоров ГК "Интратул" Сергей Терентьев на встрече президента РФ Владимира Путина с представителями ро...

Вместе делаем Россию сильнее. Москва и Магадан договорились о совместном развитии промышленности

Столица стала наставником Магаданской области по развитию промышленного потенциала. Москва поделится опытом поддержки индустриального сектора, подготовки квалифицированных кадров для современного производства, развития особой экономической зоны, промышленного туризма, популяризации и другими эффективными практиками. Об этом сообщил Министр Правительства Москвы, руководитель Департамента инвестицио...

К2Тех поздравляет с наступающим Днем химика!

Химия — это не просто формулы, а основа прогресса. Благодаря работникам отрасли создаются умные материалы, чистые технологии и решения, которые меняют мир. Команда ИТ-компании К2Тех превратила классическую Таблицу Менделеева в интерактивную карту технологий: нажимайте на элементы и узнавайте, как предиктивная аналитика спасает oборудование, а 3D-печать ускоряет разработку деталей. Праз...

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: 15976
Яндекс.Метрика