3.Тәжірбие

3.1 Тұрақты ток магнетрондарындағы ниобий тозаңдандыру жылдамдығын калибрлеу

Қақпақтағы компоненттер қатынасын дәл басқару үшін ниобийдің орнығуы кезіндегі тұрақты ток магнетронында ниобийдің тозаңдандыру жылдамдығына калибрлеу жүргізу керек болды. Ниобийдің тозаңдандыру жылдамдығын анықтау әдісі келесідей. Белгілі бір қуатта, нысана-катодқа жеткізілетін, ниобийден нысананы белгіленген уақыт аралығында тозаңдандырылды, содан соң нысананы өлшеу арқылы тозаңдандырылған метал массасын анықтады. Кейін, осындай өлшеулерді қайталау арқылы тозаңдандыру массасының (∆М_i) өзгерісінің тозаңдандыру уақытына () тәуелділігін анықтады. уақыт бойынша тәуелділікті дифференциалдаумен ∆М_i = f () әртүрлі қуат пен қысым кезінде металдың тозаңдандыру жылдамдығы анықталды. Қолданылған нысана материалының коэффициенті 25-30% (нысананың максималды эррозия кезіндегі тозаңдандырылған металдың санының бастапқы массаға қатынасы) құрағанына байланысты, ниобийдің тозаңдандыруын 9 г. массаны жоғалтқанға дейін жүргізді.

Магнетронға жеткізілетін, әр түрлі қуаттағы уақытқа қатысты тозаңдандыру жылдамдығы және ниобийдің тозаңдандыру санын өлшем нәтижелері мен шарттары кесте 5 және 24 суретте көрсетілген. Сонымен қатар 24 суретте ниобийдің тозаңдандыру жылдамдығы да көрсетілген.

Кесте 5.

Жеткізілетін қуатына байланысты уақытқа қатысты ниобийдің тозаңдандыру санын өлшеу

тозаңдандыру уақыты, сағ	Ниобийдің тозаңдандыру саны (г) қуат кезінде:
	50 Вт		90 Вт	130 Вт	175 Вт	215 Вт
2		-	-	1,016	1,498	1,987
4		0,643	1,270	-	2,934	3,874
6		-	-	2,947	4,307	5,661
8		1,273	2,484	-	5,620	7,354
10		-	-	4,755	6,839	8,954
12		1,892	3,640	-	8,041	-
14		-	-	6,410	-	-
16		2,508	4,736	-	-	-
18		-	-	7,940	-	-
20		3,090	5,788	-	-	-
24		3,670	7,771	-	-	-

Нысана массасының өзгеру мәндері уақыт бойынша өрнекпен дөңгелектенеді:

∆М_Nb=[(-0,3w²+7w)τ²+(9w²+2800w)τ]∙10^-6, г (2.3)

мұнда: ∆М_Nb – ниобийдің тозаңдандыру саны, г; w – қуат, магнетронға жеткізілетін, Вт; τ – тозаңдандыру уақыты, сағ. Бұдан тозаңдандыру жылдамдығы (V_Nb) тең:

V_Nb=[(-0,6w²+14w)τ+9w²+2800w]∙10^-6, г/ч (2.4)

Мұнда, титанның аргонда тозаңдандыру кезіндегідей, тозаңдандыру жылдамдығының магнетронға жеткізілетін қуаттан деңгейлі тәуелділігі мен нысана материалын толық қолданғанға дейінгі, қуаттың аз өлшемі кезінде жылдамдық тұрақты болып қалады, уақыт бойынша жылдамдықтын сызықты өзгерісі көрінеді.

1,6-қуат кезінде 215 Вт; 2,7 -175 Вт; 3,8 -130 Вт; 4,9 – 90 Вт; 5,10-50 Вт.

24 сурет – Ниобийдің тозаңдандыру массасы (1-5) мен жылдамдығының (6-10) уақыт бойынша өзгеруі

Осылай өткізілген кинетикалық анықтаулар нитридтердің синтезделуі кезінде құрылу маталдық құрылымды аралдық қабаттардың технологиялық параметрлерін анықтауға мүмкіндік береді. Нақты факт болып табылатыны, стехиометрикалық құрамды орнықтыру кезінде ескеру керек зат, нысананың ескіру көлемі бойынша металдың жоғалтуы кішірейеді. Бұл жағдай нысананы ұзақ қолдану барысында стехиометрияның бұзылуына алып келеді.