Title: Realizarea filmelor nanostructurate prin metoda TVA (Arc Termoionic in Vid)
1Realizarea filmelor nanostructurate prin metoda
TVA (Arc Termoionic in Vid)
INFLPR
- Grupul Procese Elementare in Plasma si
Aplicatii - (10 specialisti cu studii superioare, 6
specialisti cu studii medii, 2 colaboratori) - Colaborari cu Universitatea Ovidius,
Constanta, - Universitatea Politehnica, Bucuresti
- (Facultatea de Chimie Industriala si
Facultatea de Inginerie Mecanica) - Institutul National de Fizica Materialelor,
- Institutul Japonez pentru Cercetarea
Materialelor de Temperatura Ultra-inalta, Ube,
Yamaguchi, Japonia.
2PRINCIPIUL ARCULUI TERMOIONIC IN VID SI
INSTALATIA TVA
INFLPR
Un fascicul de electroni emis de un catod cald
(filament de W de diametru 0.5-1.5 mm) este
focalizat de un cilidru Whenelt asupra
anodului. Anodul consta dintr-un creuzet din
metal refractar in care se introduce materialul
de evaporat (Cu, Ag, Co, etc). Anasmblul este
montat intr-o incinta de vid de volum mare
(?90cm, h90cm)
3INFLPR
Bombardand anodul metalic cu electroni
accelerati, acesta se topeste si apoi se evapora.
Crescand tensiunea aplicata, in spatiul dintre
electrozi se produce plasma in vaporii metalului
evaporat.
Atomii si ionii de metalici sunt ejectati catre
substrat unde formeaza structuri nanometrice
aderente.
4Acoperiri cu proprietati tribologice
Straturi antifrictiune pentru cuzineti
INFLPR
Cuzinet principal
Cuzinet sup. biela
Cuzinet inf. biela
Cuzinet principal
5Analiza TEM a filmelor grafit/argint
Gr/Ag 0/10 1/9
2/8/ 4/6 5/5
INFLPR
6Depuneri utilizand 2 tunuri TVA simultan
INFLPR
- Doua grupuri TVA independente pentru C si
pentru Ag. - Fiecare grup are propriul filament si sursa de
tensiune anodica (6 kV, 1A)
7Structuri nanometrice evidentiate prin HRTEM
(Microscopie Electronica de Transmisie de Inalta
Rezolutie)
INFLPR
5nm
S-au identificat structuri nanometrice
romboedrale cu parametrii a 0.25221 nm, c
4.3245nm (ASTM pattern 79-1473) corespunzand
cristalelor diamant/carbon.
8INFLPR
Spectrul Raman si fitare Gauss a celor 2 benzi D
si G caracteristice DLC (diamond like carbon)
9INFLPR
Coeficientul de frictiune in functie de distanta
de alunecare a filmelor DLC-Ag. (Continut carbon
44 C proba (a), 19C proba (b))
10Acoperiri cu materiale rezistente la coroziune la
temperaturi inalte (aliaje Re-Ni-Cr)
INFLPR
Re
Aliaj de Nb
11Filme cu proprietati magnetorezistive gigant
(GMR)
INFLPR
Efect GMR al filmelor Ag-Co si Cu-Co
(Concentratie Co 35-45at)
12Concluzii
- Prin metoda TVA (arc termoionic in vid) se pot
realiza filme - cu structuri nanometrice. Filmele sunt compacte,
au rugozitate - redusa si nu au structura columnara. Aderenta
filmelor la substrat - creste foarte mult datorita energiei ionilor.
Datorita conditiilor de vid inaintat in care are
loc procesul principala pierdere de energie este
numai prin radiatii. - Prin depunere simultana carbon-metal, sau
Re-Ni-Cr se pot obtine filme cu proprietati
tribologice, utile in industria de automobile,
respectiv filme rezistente la coroziune la
temperaturi inalte utile la generarea eficienta a
energiei electrice. - Prin depunere simultana de Co-Ag (Cu) s-au
obtinut structuri granulare, nanometrice cu
proprietati magnetorezisitive (efect GMR),
utilizabile la fabricarea senzorilor magnetici
INFLPR