- •Поверхневі фіз-хім процеси
- •1. Основні поняття і особливості стану поверхні твердого тіла, суть поверхневих перекручквань
- •2 Поняття фізичної і хімічної неоднорідності поверхні твердого тіла.
- •3 Порівняльна характеристика поверхневої енергії і поверхневого натягу, їхня розмірність.
- •4 Поверхневий шар твердого тіла, згущення поверхневої енергії.
- •Поняття поверхневої та повної енергії кристалічних тіл.
- •6. Основні поняття з термодинаміки, термодинамічні параметри, функціх стану.
- •7 Основні термодинамічні рівняннядля опису енергії поверхневих шарів.
- •8 Характеристичні функції(6), термодинамічні потенціали, оцінка спрямованості протікання реакцій
- •9 Загальна характеристика методів розрахунку вільної енергії Гібса..
- •10. Охарактеризувати поняття адсорбції. Основне рівняння адсорбції.
- •11. Фізична і хімічна адсорбція. Відміна між ними.
- •12.Хімічна адсорбція, перехід від фізичної до хімічної адсорбції.
- •13. Змочування і розтікання рідини на поверхні твердих тіл.
- •14. Умова рівноваги при контакті рідини з твердим тілом. Міра змочувальної здатності рідини.
- •15. Розтікання, рівняння Юнга.
- •16. Адгезія, робота адгезії рідини.
- •17. Порівняльний аналіз явищ адгезії і когезії.
- •18. Енергія границь зерен кристалла.
- •19. Обгрунтувати умови можливості протікання процесу кристалізації.
- •20. Поняття зародкоутворення. Критичний розмір зародку
- •21. Закон дифузії Фіка
- •22. Поверхнева диффузія, самодиффузія, гетеродиффузія.
- •23. Основні параметри, що характеризують диффузію.
- •24. Коефіцієнт диффузії, фактори, що впливають на коефіцієнт диффузії.
- •25. Механізми спікання твердих тіл, що контактують у точці.
- •26. Поверхнева дифузія при спіканні твердих тіл, при поверхневий шар.
- •27. Основні поняття фізики міцності та пластичності поверхневих шарів твердих тіл. Теоретична та реальна міцність твердих тіл.
- •28. Типи дефектів твердих тіл. Поверхневі дефекти.
- •29. Дислокації, їх види, взаємодія і переміщення дислокацій.
- •30. Вплив поверхні на процесс пластичної деформації твердих тіл.
- •31. Дати оцінку поведінки поверхневих шарів при пластичній деформації; Особливості переміщення дефектів поблизу вільних поверхонь; градієнт щільності та швидкості дислокацій поблизу поверхні тіла.
- •32.Стадії мікропластичної деформації в при поверхневих шарах кристалів.
- •33. Бар”єрний ефект приповерхневих шарів при деформуванні матеріалів, його фізична суть.
- •34. Загальна характеристика середовищ, групи середовищ.
- •35. Елементарні процеси взаімодії металів з газами.
- •36. Адсорбційний ефект Ребіндера(зміна механічних властивостей тіл під дією адсорбційно-активних середовищ).
- •37. Загальна класифікація методів нанесення покриттів; поняття процесів осадження плівок і покритів.
- •38. Класифікація методів нанесення покриттів за станом матеріалу, що наноситься на поверхню твердого тіла.
- •39. Фізичне і хімічне осадження із парової фази; стадії процесу осадження плівок і покриттів.
- •40. Характеристика процесів випаровування та розпилення металів.
- •41. Вплив плівок на фізико-механічні властивості матеріалів(ефекти Роско, Крамера і інші)
- •42. Адгезія і когезія плівок та покриттів. Робота адгезії.
- •43. Визначити основні процеси, що супроводжують відрив плівок; Складові, від яких залежить адгезійна міцність та сила зчеплення плівок до твердих тіл.
- •44. Теоретичні критерії адгезії та контактної активності плівок і покриттів.
- •45. Класифікація методів нанесення газотермічних покриттів.Загальна характеристика процесів утворення контакту при газотермічному напилюванні.
- •46. Плазмове напилювання; утворення фізичної площі контакту при ударній взаємодії частинок з поверхнею твердого тіла.
- •47. Механізм активації при газотермічному напилюванні (канали активації).
- •48. Температурний режим у між фазній зоні в умовах плазмового напилювання.
- •49. Роль поверхневої енергії і дефектів у підвищенні контактної температури при плазмовому напилюванні.
- •50. Формування хімічних зв”язків і міжфазної зони при плазмовому напилюванні.
37. Загальна класифікація методів нанесення покриттів; поняття процесів осадження плівок і покритів.
Бывают:
1)Твёрдофазные
- методы порошковой металлургии
- электроимпульсное припекание
- магнитоимпульсное припекание
- вибрационоимпульсное припекание
- самораспостраняющийся высокотемпературный синтез
- плакирование (взрывное, прокаткой, выдавливанием)
- контактная наварка
- наварка трением
2)Жидкофазные
- методы линейной технологии (литьё, пропитка)
- напайка (высокотемпературная, низкотемпературная)
- наплавка (дуговая, газопламенная, плазменная, электрошлаковая, индукционная)
3)процессы осаждения и напыления
- осаждение из растворов (элекрохимические, химические, элекрофоритические)
- осаждение из газовой (паровой) фазы PVD, химическое осаждение CVD и ионная имплантация
- газотермическое напыление (газопламенное, дуговое, детонационное, плазменное (высокочастотное и плазменодуговое))
Осаждение – группа способов нанесения покрытий, при которых покрытие и его связь с основанием создаётся осаждением частиц на атомно-молекулярном уровне.
Процесс проходит в 3 стадии: сближение (адсорбция), сорбция, хемосорбция.
Осаждение осуществляется из твёрдой, жидкой и паровой фазы.
Осаждаемая фаза конденсируется в кристаллическом, жидком или аморфном состояниях.
38. Класифікація методів нанесення покриттів за станом матеріалу, що наноситься на поверхню твердого тіла.
1 группа Атомное (ионное) состояние.
- вакуумное испарение
- ионоплазменное распыление
- осаждение с паровой фазы
- осаждение с электролитов
2 группа Макрочастицы
- газотермическое напыление
- окрашивание
- электрофарез
3 группа массивный материал
- наплавка
- взрывная прокатка
- гарячее окунание
- окрашивание кистью
4 группа
Модефикация структуры поверхности
- лазерная модификация
- термообработка ( азотирование …)
- ионная имплантация
39. Фізичне і хімічне осадження із парової фази; стадії процесу осадження плівок і покриттів.
PVD (Physical Vapour Deposition) Отечественная терминология – ВКНП – вакуумное конденсационное нанесение покрытий.
Термин описывает 3 способа нанесения покрытий: испарение, распыление, ионное осаждение. Процесс осаждения протекает в несколько стадий. 1.Подготовка осаждаемого иатериала.
- переход от материалов в конденсированное состояние (твёрдая или жидкая фаза) к материалу в паровой фазе;
- при осаждении соединения проведение реакции между компонентами, некоторые из которых могут быть введены в камеру в виде газов или паров (синтез). 2.Формирование потока и перенос паров источником и подложкой.
3.Конденсация паров на подложке, приводящая к зарождению и росту плёнки, формированию покрытия.
Формирование покрытия при PVD осуществляется из потока частиц, находящихся в атомарном, молекулярном или ионизированном состояниях. Каждая из стадий в процессе нанесения покрытия методом PVD может контролироваться независимо от остальных, в чём заключается преимущество над CVD.
Для получения качественных покрытий необходимо гибкое управление этими процессами посредством создания оптимальных режимов их протекания.
Две первые стадии определяют третью стадию. Это следует из анализа скорости осаждения покрытия.
Для точечного источника испарения или расрыления :
S рас << L
Общими параметрами процесса есть: скорость и площадь распыления, направление потока относительно поверхности напыления, дистанция.
