4.Стадии и механизмы роста покрытий при их осаждении из газового потока.

Предположим, что на изделие направлен поток атомов.Атомы взаимодействуют с поверхностью изделия и при этом происходят определенные процессы: 1)Аккомодация (энергообмен) с поверхностными атомами изделия(подложки). В зависимости от условий энергообмена, природы взаимод-го атома и атомов подложки возможно 2 варианта поведения падающих атомов: атом упруго отразится; атом закрепился на поверхности и перешел в адсорбированное состояние. Для характеристики этого процесса используют коэффициент аккомодации, который определяет долю энергии переданной атому поверхности при взаимодействии. ; ; -разница темпер-р атомов падающ. и покидающ. пов-ть;Т_п- темпер-ра атомов подложки. Если Т_п = , то А=1. Во всех ост. случаях А≤1. Время аккомодации ≈10^-10-10^-12 и соотв. несколько периодам колебаний решетки. 2)Поверхностная диффузия.Хар-ся 2-мя процессами: 1.Адсорбированный атом может закрепиться на зародыше конденсированной фазы. 2.Через некоторое время он может перейти в в газовую фазу. - коэф. пов-й диффузии.

Таким образом, образов. покр-я происх.т в рез-те взаимод-я адсорбированных атомов м/у собой и с атомами подложки.

Можно различить следующие стадии: -Образование адсорбционной фазы. -Зародышеобразование конденсированной фазы. -Рост зародышей. -Взаимодействие зародышей между собой и их слияние. -Образование сплошной пленки и ее дальнейший рост

13.Pvd методы нанесение алмазоподобных покрытий. Основные схемы нанесения

2 основных типа алмазоподобных покрытий: 1)содержащие водород; 2) Без водородные покрытия. Алмазоподобные покрытия состоят из углерода, находящимся в аморфном состоянии т. е. в таком состоянии, в кот.имеется ближний порядок и отсутствует дальний порядок. Атомы углерода соединены между собой по типу химических связей алмаза. SP3 –гибридизация 80%. Остальные 20% - находятся в SP2 гибридизации, характерны для графита. В алмазоподобных покрытиях может содержаться Н₂ и N₂. Св-ва алмазоподобных покрытий могут быть достаточно близки и составляют 50-80% св-в алмаза.

Методы: Ионное нанесение ; распыление с ионным ассистированием; распыление или агнетронный способ; катодно-дуговой разряд, включая импульсные методы; лазерное нанесение, включая импульсное лазерное нанесение.(Рисунки!!!)

Обязательные условия, при которых формируются алмазоподобные слои: Отсутствие окислительной среды; Наличие атомов и ионов углерода с энергией 20-80 эВ

5.Образование адсорбционной фазы и зародышей конденсированной фазы.

Образование адсорбированной фазы связано с ломкой приповерхностных слоев объемной фазы (фаза, представляющая собой газ - адсорбат), которое сопровождается выделением теплоты. Образование адсорбированной фазы: внешний слой твердого тела является обедненным, за счет отсутствия родственных связей. В рез-тепов-е молекулы адсорбента взаимодействуют с молекулами сопряженной объемной фазы, удерживая их на пов-ти, т.е. адсорбируя. Силы межмолекулярного взаимодействия, обуславливающие адсорбцию, называют силами ван-дер-Вальса. На расстоянии порядка полутора диаметров молекул находится максимум результирующей силы притяжения, в которой над поверхностью располагается молекула адсорбата. Совокупность таких молекул образует первый слой адсорбата.

Возможны 2 основных механизма образования зародышей конденсированной фазы:

1.Флуктуационный механизм. Образование зародышей, в следствии флуктуации плотности адсорбируемых атомов, т.е. образование устойчивых частиц происходит в рез-те случайного столкновения атомов на поверхности из-за их теплового движения. Протекает в том случае, если на подложке образуется адсорбционная фаза, с плотностью превыш. некоторую критическую.

2.Зародышеобразование на дефектах, т.е. на участках пов-ти с более высоким потенциалом взаимодействия. Закрепленный на дефекте атом последовательно присоединяет к себе диффундирующие частицы и в рез-те формируется система стабильных кластеров, плотность которых находится в прямой корреляции с поверхностными дефектами.

Как правило, при нанесении покрытий реализуются оба механизма образования зародышей. Считается, что наиболее вероятным механизмом при более низкой температуре является флуктуационный механизм, а при более высокой температуре и относительно низкой плотности поступающих атомов появляется преимущественно зародышеобразование на дефектах.