29. Антифрикционные и износостойкие покрытия

Антифрикционные покрытия должны обладать низкой твердостью. При этом материал покрытия выполняет роль твердого смазочного слоя, покрытие должно иметь также хорошие теплофизические свойства, в частности, высокую теплопроводность. На практике часто в качестве антифрикционных используют покрытия меди, получаемые химическим методом. Используют также сульфиды и фосфаты различных металлов.

Выбор оптимального метода обработки материала, как с целью повышения износостойкости, так и с целью восстановления определяется:

1) техническими условиями эксплуатации;

2) учитывается природа, химический состав материала изделия, его со- вместимость с особенностями процесса поверхностного упрочнения;

3) оптимальный выбор места упрочнения во всей технологической цепи производства изделия. Например, если упрочнение является конеч- ной операцией, то важным является температурный режим процесса.

4) геометрической формой детали. Электроимпульсным легированием

нельзя обрабатывать узкие проемы и т.п.;

5) структурой и уровнем существующих производств. Учитывается уровень подготовки кадров, специалистов, опыт работы и т.д.;

6) технико – экономическими показателями.

В последнее время при разработке и выборе метода упрочнения учитывают следующие аспекты:

1. Степень загрязнения окружающей среды, экологические аспекты применения выбранного метода обработкия. Наиболее экологически чистыми производствами считают: вакуумные технологии, ЭИЛ, ЛО, обработка в магнитных полях и т.п.

2. Технология должна иметь энерго и ресурсосберегающих характер. В настоящее время основными направлениями развития новых методов об- работки являются использование достижений современного материаловедения, плазмохимии, органической химии по синтезу новых материалов сложного химического состава, многослойных тонкопленочных и комбинированных структур (керамик, стекла).

3. Совершенствование оборудования. Создаются установки, которые характеризуются высокой автономностью. Это установки с высокими технологическими показателями. Наметилась тенденция к созданию комплексов обработки.

30.Методы контроля параметров осаждения пленок

Контроль газовой фазы

Химический состав газовой фазы, парциальное давление отдельных ее компо- нент определяется с помощью газовых масс-спектрометров различного типа: с электромагнитным разделением ионов, времяпролетных, квадрупольных и др.

Они отличаются методом разделения ионов.

Для контроля плотности потока различных по своей природе испаренных частиц используют следующие основные методы:

1. Метод ионизации испаренных атомов.

Ионный ток в цепи анод - катод образуется ионами металла и ионами остаточных газов. В результате в измерительной цепи возникает переменный ток, амплитуда которого пропорциональна плотности направленного потока атомов анализируемого вещества.

2. Использование эффекта резонанса кварцевых кристаллов.

Монокристаллы кварца, вырезанные определенным образом, имеют резонансную частоту колебаний, значение которой зависит от массы кристалла

_{f  bm .}

Здесь b – коэффициент пропорциональности.

Если на поверхность такого кристалла осаждать покрытие, то его толщину легко определить, измеряя изменение резонансной частоты.

Методы контроля толщины и скорости роста пленок

На практике широко используются следующие методы контроля толщины и скорости роста пленок:

1. Оптические методы. Используется для измерения толщины относительно прозрачных для излучения покрытий. Контроль относительно тонких покрытий производится путем регистрации интерференционных эффектов при взаимодействии светового потока с тонкопленочной системой.

2. Методы механического взвешивания. Заключаются во взвешивании подложки в процессе нанесения покрытия либо до напыления и после напыления. Метод реализуется с помощью различных устройств, среди которых микровесы, регистрирующие удлинение кварцевой нити, закручивание нити или отклоне- ние рычага от равновесия.

3. Метод измерения электрофизических свойств покрытий. В качестве характерных электрофизических параметров покрытий используют их электросопротивление, емкость. Если покрытие островковое, то оценка его толщины может быть произведена на основании размерной зависимости электронной эмиссии.