Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Владимирский государственный университет им. Столетовых

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Применение ЭВМ при моделировании процессов термического напыления в вакууме (90

..pdf

Скачиваний:

Добавлен:

15.11.2022

Размер:

566.63 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 55

где fВ и fi – функции возбуждения и ионизации соответственно. Они определяют долю соударений, которые приводят к возбуждению или ионизации молекул газа, т.е. вероятность того или иного процесса.

Иногда удобно пользоваться такими функциями, как относительное возбуждение Sв и относительная ионизация Si, которые определяют число возбужденных или ионизированных молекул, создаваемых одним электроном на пути в 1см при

р = 1мм рт.ст. и t = 00C.

Можно предположить, что относительное возбуждение (эффективность возбуждения) и относительная ионизация (эффективность ионизации) численно равны полному эффективному сечению соответствующего процесса.

Зависимость функций возбуждения и ионизации, а также эффективностей возбуждения и ионизации от энергии электронов устанавливают экспериментально или путем расчета.

Из анализа зависимости эффективности ионизации от энергии электронов для различных газов можно сказать, что для всех газов эффективность ионизации увеличивается при увеличении энергии электронов, затем проходит через максимум (V = 80÷120 В) и снова падает. Для интервала энергий от потенциала ионизации до 500В можно пользоваться

приближенной аппроксимацией для Si:
Si	(VB ) =	a(VB			− Vi	)	,	(3.4)
Si	(VB ) =	(V	B	− V + b)2			,	(3.4)
		(V		− V + b)2
					i

где а и b - постоянные величины, зависящие от рода газа. Значения а и b для некоторых газов приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1 Значения констант для уравнения (3.4)

Вещество	H	He	Ne	Ar	N	О	Hg
Константы	H	He	Ne	Ar	N	О	Hg
Константы
a	750	429	1780	3850	3320	4450	5970
b	50,7	85,5	148,5	74,3	74	107,5	74,6

Порядок выполнения работы:

1.Выбрать из таблицы 3.1 пять веществ.

2.Рассчитать для них значение относительной ионизации

Si по формуле (3.4) при различных значениях потенциала ионизации Vi (значения взять у преподавателя).

3.По результатам расчетов, представленных в табличной форме, построить график зависимости относительной ионизации Si от потенциала ионизации Vi для выбранных веществ (рис.3.1).

4.Сделать выводы о характере изменения исследуемых

величин.

Пример оформления расчетной и графической части выполненного задания в Excel: Исходные данные Vе=1; Vi=0,8;

Vi= 0,5; Vi=0,3.

	Газ	H	Hg	He	Ar	N
	a	750	5970	429	3850	3320
	b	50,7	74,6	85,5	74,3	81

Vi	0,8	0,0579	0,0254	0,2134	0,1387	0,1007
Vi	0,5	0,1431	0,0628	0,5293	0,3441	0,2499
Vi	0,3	0,1987	0,0872	0,7370	0,4791	0,3482

Зависимость Si от Vi для веществ с различной молекулярной
	0,8000		массой
	0,8000
	0,7000			H
	0,6000			H
	0,6000			He
	0,5000			He
	0,5000			Ar
S i	0,4000			Ar
S i	0,4000			N
	0,3000			N
	0,3000			Hg
	0,2000			Hg
	0,2000
	0,1000
	0,0000
	0,2	0,4	0,6	0,8	1 V i
	Рис.3.1 Зависимость относительной ионизации от потенциала
	ионизации для веществ с различной молекулярной массой

Контрольные вопросы:

1.В чем отличие понятия полного эффективного сечения от эффективного сечения?

2.Дайте определение эффективному сечению возбужде- ния и ионизации.

3.Что такое относительное возбуждение и относительная ионизация?

4.Объясните зависимость эффективности ионизации от энергии электронов.

5.При каких значениях энергии ионизирующих электро- нов вероятность ионизации имеет максимум?

Список литературы

1.Костржицкий, А.И. Справочник оператора установок по нанесению покрытий в вакууме / А.И. Костржицкий [ и др.]. – М.: Машиностроение, 1991. – 176 с.

2.Никитин, М.М. Технология и оборудование вакуумного напыления / М.М. Никитин. – М.: Металлургия, 1992. – 112 с.

3.Ройх, И.Л. Нанесение защитных покрытий в вакууме / И.Л. Ройх, Л.Н. Колтунова, С.Н. Федосов. – М.: Машино-

строение, 1976. – 366 с.

4.Технология тонких пленок / под ред. Л. Майссела. Нью- Йорк, 1970; пер с англ.; под ред. М.И. Елинсона. Т.1. – М.: Советское радио, 1977. – 664 с.

5.Ройх, И.Л. Защитные покрытия на стали / И.Л. Ройх, Л.Н. Колтунова – М.: Машиностроение, 1971. – 280 с.

Приложение

Физические и термодинамические параметры элементов

Элем	Тпл,	Тк,		M	Значения Ти, К (числитель) и коэф. А1·133 (знаменатель)
				ρ,		в формуле (1.1)при давлении р, Па
ент	К	К
			г/см3		1.33·10-1	1.33	13.3	133	1.33·103	1.33·104

1	2	3	4		5	6	7	8	9	10

Ag	1234	2435	108		1195	1300	1435	1605	1805	2100
			10,42		0.1759	0.1680	0.1605	0.1518	0.1427	0.1327

Al	932	2736	30		1355	1490	1640	1830	2050	2370
			2,70		0.0871	0.0830	0.0791	0.0749	0.0708	0.0658

As	1090	886	75		510	550	590	645	712	795
			5,72		0.2243	0.2160	0.2086	0.1995	0.1899	0.1797

Au	1336	3081	197		1525	1670	1840	2040	2320	2680
			19,3		0.2102	0.2009	0.1914	0.1818	0.1705	0.1586

Bi	545	1852	209		860	945	1050	1170	1350	1570
			9,75		0.2884	0.2751	0.2610	0.2472	0.2302	0.2134


Be	1556	2757	9		1370	1500	1650	1830	2080	2390
			1,84		0.0474	0.0453	0.0432	0.0410	0.0385	0.0359

Cd	594	1040	112		490	538	593	665	762	885
			8,65		0.2797	0.2669	0.2543	0.2400	0.2243	0.2081

Co	1768	3174	59		1655	1790	1960	2180	2440	2790
			8,71		0.1105	0.1062	0.1015	0.0962	0.0910	0.0851

Продолжение

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Cr	2176	2938	52	1540	1670	1825	2010	2240	2550
			7,10	0.1075	0.1032	0.0987	0.0941	0.0981	0.0835

Cu	1357	2846	64	1405	1530	1690	1840	2140	2460
			8,93	0.1249	0.1196	0.1138	0.1077	0.1012	0.0944

Fe	1809	3148	56	1615	1750	1920	2130	2390	2740
			7,87	0.1089	0.1046	0.1000	0.0949	0.0895	0.0836

Ge	1210	3100	73	1530	1670	1830	2050	2320	2680
			5,46	0.1278	0.1223	0.1168	0.1104	0.1038	0.0965

Нf	2400	4745	178	2450	2670	2390	3240	3630	4130
			13,1	0.1577	0.1510	0.1442	0.1371	0.1295	0.1214

In	429	2364	115	1110	1220	1355	1520	1740	2030
			7,28	0.1883	0.1796	0.1704	0.1609	0.1504	0.1392

Ir	2727	4810	192	2560	2770	3040	3360	3750	4250
			22,4	0.1602	0.1540	0.1470	0.1398	0.1324	0.1243


Mg	923	1376	24	650	712	781	878	1000	1170
			1,74	0.1124	0.1074	0.1026	0.0967	0.0906	0.0838


Mn	1517	2309	55	1110	1210	1335	1490	1695	1970
			7,42	0.1302	0.1247	0.1187	0.1124	0.1054	0.0977


Mo	2890	4924	96	2580	2800	3060	3390	3790	4300
			9,01	0.1128	0.1083	0.1036	0.0984	0.0931	0.087

Продолжение

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Na	371	96	23	508	562	630	714	825	978
			0,971	0.1323	0.1183	0.1118	0.1050	0.0977	0.0887

Nb	2770	4640	93	2720	2930	3170	3450	3790	4200
			8,57	0.1082	0.1042	0.1000	0.0961	0.0916	0.0871

Ni	1725	3159	59	1655	1800	1970	2180	2430	2770
			8,60	0.1105	0.1059	0.1012	0.0962	0.0911	0.0854

Pb	601	2016	207	898	988	1105	1250	1435	1700
			11,34	0.2809	0.2678	0.2532	0.2381	0.2222	0.2041

Pd	1823	3310	106	1590	1735	1920	2150	2450	2840
			12,16	0.1510	0.1446	0.1375	0.1299	0.1217	0.1130

Pt	2043	4097	195	2180	2370	2590	2860	3190	3610
			21,37	0.1750	0.1682	0.1609	0.1531	0.1450	0.1363

Re	3453	5960	186	3080	3340	3680	4080	4600	5200
			21,03	0.1438	0.1381	0.1315	0.1249	0.1176	0.1106

Sb	903	1098	122	748	806	885	1030	1250	1560
			6,62	0.2363	0.2276	0.2172	0.2013	0.1828	0.1636


Se	1811	3280	45	1505	1650	1885	2070	2370	2780
			4,79	0.1012	0.0966	0.0904	0.0863	0.0806	0.0744


Si	1685	3418	28	1745	1905	2090	2330	2620	2990
			2,42	0.0741	0.0709	0.0677	0.0641	0.0605	0.0566

									Окончание

1	2	3	4	5	6	7	8	9		10

Sn	505	2891	119	1380	1520	1658	1885	2140		2500
			5,80	0.1718	0.1637	0.1555	0.1470	0.1379		0.1277

Ta	3270	5510	181	3080	3330	3630	3980	4400		4930
			16,6	0.1418	0.136	0.1306	0.1247	0.1187		0.1124

Te	723	1267	128	596	647	706	791	905		1065
			6,25	0.2711	0.2602	0.2491	0.2353	0.2200		0.2028

Ti	1940	3575	48	1850	2010	2210	2450	2760		3130
			4,50	0.0942	0.0904	0.0862	0.0819	0.0771		0.0724

V	2190	3652	51	1960	2120	2320	2560	2850		3220
			5,96	0.0944	0.0907	0.0867	0.0826	0.0783		0.0736

W	3650	5800	184	3250	3500	3810	4180	4630		5200
			18,6	0.1392	0.1341	0.1286	0.1227	0.1166		0.1100

Zn	693	1184	65	565	617	681	760	870		1010
			6,97	0.1984	0.1899	0.1807	0.1711	0.1599		0.1480

Zr	2128	4747	91	2450	2670	2930	3250	3650		4170
			6,44	0.1127	0.1080	0.1031	0.0979	0.0924		0.0864

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 55

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]