8.Взаимодействие частиц конденсированной фазы. Коалесценция.
Частицы конденсированной фазы, по мере их роста, взаимодействуют друг с другом и в итоге образуется пространственная сетка.
Стадии: 1)Взаимодействие зон захвата. (рис). 2)При непосредственном контакте частиц: -контакт жидких частиц (рис)(при их контакте происходит слияние в одну; движущей силой этого слияния служит энергия Гиббса); -твердых частиц (происх. в рез-те преимущ-но поверх-ной диффузии.Скорость слияния существенно меньше)
Скорость слияния (коалесценция) зависит от наличия внешнего воздействия (внешних электрич. и магнитных полей, особенно если они направленны ||-но пов-ти. Это приводит к повышению скорости коалисценции. При высокой температуре могут перемещаться не только отдельные частицы, но даже и зародыши конденсированной фазы. Они освобождают пов-ть и на этой поверхности могут протекать процессы вторичного зародышеобразования. Процесс коалисценции имеет место во многих методах нанесения покрытий.
3.Закономерности образования и роста покрытий, формируемых из газовой фазы.
В случае образования газовой фазы (из атомарного потока) кинетика их роста и структура и, следовательно, свойства зав-т от следующих основных параметров:
*Давление остаточных газов в вакуумной камере (чем >давление тем ниже качество покрытия)
*Плотность потока, падающих на пов-ть атомов (при >плотности потока происходит более интенсивное зародышеобразование и >сплошностьпокр-я, > адгезионная прочность)
*Температура поверхности подложки (при > температуры подложки формируется покрытие с более равновесной структурой.Однако скорость осаждения и сплошностьпокр-я в тонких слоях снижается. Последующая термообработка может кардинально изменять стр-рупокр-я и его св-ва)
*Степень ионизации и энергия падающих атомов (>степени и энергии падающ. атомов вначале способствует повышению функциональных св-в покрытий и в частности адгезионной прочности, дальнейшее > энергии падающ. aтомов обычно приводит к возникновению структурных дефектов)
Зав-ть размеров кристаллитов от тем-ры конденсации. Зависимость не линейная. Размер при увеличении температуры возрастает. Чем толще покрытие тем размер кристаллитов больше.
Размер кристаллитов от Т конденсации
R
d1
d2
T
Зав-ь размера кристаллитов от плотности потока атомов металла.
R
T2
T1
J
Зав-ть размера кристаллитов от толщины покрытия
Т1
R
T2
D
Зав-ть размера кристаллитов от температуры отжига
d1
R
d2
T
Кроме технологических параметров на ориентацию кристаллитов на их форму, морфологию влияет также и природа материала покрытия и природа материала подложки, микро и макрошероховатость.