Технологическое обеспечение равномерности покрытий для деталей гироскопических приборов на установках магнетронного напыления (1026305), страница 13
Текст из файла (страница 13)
На ней Al не стравливали, а подвергали ионному травлению поверхностьстекла, после чего поверхность стекла стала матовой.Опыт №31. Нанесли покрытие из TiAl на шар из сплава Д16. Конструкцияобразца и оснастки для напыления представлена на Рис. 3.29.После травления нижнее полушарие потемнело и стало матовым.Наблюдалось растрескивание и отслоение покрытия в нижнем полушарии.Возможная причина – перегрев. Покрытие было снято механическим способомдля повторного напыления.Опыт №40.
Нанесли покрытие из TiAl на две детали КИНД.71341.128Стойка из стали 35 (Рис. 3.30).Опыт №41. Нанесли покрытие из TiAl на две детали КИНД.741124.770Плита из стали 35 (Рис. 3.31) с креплением в центре через винт на проволочномподвесе.Опыт №46. Нанесли покрытие из TiAl на поликорувую пластину с цельюопределения равномерности толщины покрытия по всей её площади (Рис. 3.32).Опыт №46.
Нанесли покрытие из TiAl на комплект из 5 образцов-пластинразмерами ≠1х20х20 мм из кварцевого стекла (рисунок 3.33). Напылениепроводили через накладные экраны с отверстиями, изготовленные из сплава АМцтолщиной 0,4 мм. Провели также повторное напыление с обратной стороныобразцов.Опыт №51. Нанесли покрытие из TiAl на деталь с покрытием Ан.окс. спропиткой лаком и с покрытием Ан.окс. без пропитки. В качестве свидетелянапыляли на подложку из поликора. Покрытие потрескалось в виде сетки полаковой пропитке, а на покрытие Ан.окс.
серо-зеленого цвета не легло вовсе.Опыт №53. Нанесли покрытие из TiAl на деталь сложной формы (Рис. 3.34).До напыления покрытие Ан.окс. с пропиткой лаком выдерживало без пробоянапряжение 300 В. То же самое напряжение деталь выдержала после нанесенияпокрытия TiAl, при этом само покрытие является токопроводящим.93Рис. 3.24. Эскиз детали из материала АМцРис. 3.25. Расположение маскирующих зон на имитаторе пластины с платиками1 – контур пластины, 2 – зона нанесенной маски, 3 – свободная область от маскипод нанесение покрытияРис. 3.26. Расположение покрытия на пластине1 – контур пластины, 2 – покрытие94Рис.
3.27. Расположение экранирующего слоя покрытия на пластине1 – контур пластины, 2 – зона открытого кварцевого стекла, 3 – зона открытогопокрытия TiAl, 4 – зона покрытия TiAl с экранирующим покрытием, 5 – зонакварцевого стекла с экранирующим покрытиема)б)Рис. 3.28. Крепление кварцевой пластины (а) и образовавшиеся на нём ступеньки (б)1 – фторопластовое кольцо, 2 – зона травленного кварцевого стекла, 3 – зонатравленого покрытия TiAl, 4 – зона покрытия TiAl без травления, 5 – зонакварцевого стекла без травления, 6 – контур образцаа)б)Рис. 3.29. Установка в камере образца в форме шара (а) и конструкцияпереходника (б)95Рис. 3.30. Эскиз детали КИНД.71341.128 СтойкаРис. 3.31. Конструкция (а) и схема крепления (б) при напылении деталиКИНД.741124.770 Плита1 – деталь, 2 – винт, 3 – проволокаРис.
3.32. Конструкция напыления на подложку из поликора (а) и способ еёустановки (б) в вакуумной камере1 – контур подложки, 2 – покрытие TiAl, 3 – отверстие, 4 – платики96Опыт №62. Нанесли покрытие из TiAl на 4 образца из кварцевого стекламарки КУ-1 по схеме, приведенной на Рис. 3.33, с использованием экранов,наносимых по трафарету. Перед напылением производилось травление кварца.Покрытие стало отслаиваться вместе со стеклом. Причиной этого возможноявилась плохая доводка – наличие микротрещин в поверхностном слое.Опыт №63.
Нанесли покрытие из TiAl на 5 образцов, изготовленных наОАО «МЗЭМА», с которых было стравлено алюминиевое покрытие, и на одинобразецизМГТУ,восстановленныйпослеотслаиванияпокрытиясповерхностным слоем стекла. Созданные конфигурации покрытий показаны наРис. 3.35.3.4.5.Результаты экспериментов с AlN, AlNOОпыт №4. Нанесли покрытие AlN на гермовывод ГВ-116 (Рис.
3.10). Позавершениюнанесенияупокрытиянаблюдаетсянормальнаяадгезия,сопротивление мало. На этапе нанесения подслоя в начале нанесли Ti с боковогомагнетрона МН3, а затем с дуальной системы нанесли Al магнетронами НМ1 иНМ2 при подаче газа N2.Опыт №5.
Нанесли покрытие AlN на гермовывод ГВ-116. В началепроизвели травление при помощи ИИ, а затем в два перехода нанесли подслои.При этом нижний подслой состоял из Ti, напыленного из магнетрона НМ3, аверхний – Al, напыленный по дуальной схеме из магнетронов НМ1 и НМ2. Витоге эксперимента сопротивление покрытия оказалось очень мало.Опыт №33. Нанесли покрытие AlN на гермовывод ГВ-116. Получилисопротивление в 150 кОм при напряжении в 100 В. При испытании на пробойпокрытие выдержало при напряжении 250 В постоянного тока 0,1 А.Опыт №38.
Нанесли покрытие AlN. Получили «светлое» покрытие сэлектрическим сопротивлением 0,25 кОм.3.4.6. Результаты экспериментов с AlОпыт №20. Стравливали Al со стеклянной пластины малого размера.Работал только ионный источник (Рис. 3.36). Al стравился полностью.97а)б)Рис. 3.33. Схема установки образцов (а) и их крепление в вакуумной камере (б)1 – образцы, 2 – обойма из фольгиРис. 3.34. Конструкция детали с электроизоляционным покрытием1 – деталь, 2 – область, в которой Ан.окс. покрыто лаком, 3 – места контактов припроверке на пробой напряжением 300 ВРис.
3.35. Конфигурации покрытий на образцах из КУ-1а) – сплошное покрытие, б), в) – три и две полоски, г) – имитация платиков,д) – имитация покрытия под впадины98Рис. 3.36. Расположение пластины относительно ИИ при ионном травлении1 – оснастка карусели, 2 – пластина с подлежащим стравливанию покрытием,3 – ионный источник, 4 – поток ионов из ИИ3.4.7. Результаты экспериментов по ионному травлениюОпыт №48. Проводили процесс для определения возможной очистки спомощью ИИ загрязнений с применением структуры загрязняющих материалов.Применяли кварцевое стекло с покрытием из алмазной пасты, стеарата калия и ихсмеси в соотношении 50 на 50 (Рис. 3.37).Рис. 3.37. Образец с загрязняющими покрытиями1 – контур образца, 2 – смесь стеарата калия с доводочной пастой, 3 – стеараткалия, 4 – алмазная пастаПо результатам обработки ионами, эмитированными ИИ, обнаружили, чтоалмазная паста расплавилась с образованием подтёков и подгара; порошокстеарата калия снаружи стал жёлтым, сохранив видимый белый цвет, и частичноосыпался; смесь стеарата калия с алмазной (доводочной) пастой в результатеионной очистки спёкся, и местами образовались подгары.
Стеарат калия –99заменитель смазочных материалов – смесь из соли калия и смеси стеариновойкислоты с жирными кислотами. Внешний вид – нерастворимый в воде порошокоднородного мелкодисперсного состава, имеющий оттенок от белого до сочногожелтого цвета.3.4.8. Результаты экспериментов по ПХТСерия опытов по ПХТ проводили с декабря 2013 г. по март 2014 г.Плазмохимическое травление образцов кварца с покрытием производили наустановке «Caroline PE 15» в лаборатории голографии НИИ РЛ ФГБОУ ВПОМГТУ им. Н.Э. Баумана (начальник лаборатории д.т.н., профессор С.Б. Одиноков).На часть полированных с двух сторон образцов на одну из сторон был нанесенслой покрытия из хрома, на другую часть образцов – слой покрытия из TiAl.
Впокрытии были выполнены несколько продольных бороздок (Рис. 3.38) до кварца,без повреждения последнего. При помощи профилографа-профилометра понанесенным царапинам была определена толщина слоёв защитных масок. Онасоставила hИсх-Cr = 0,92 мкм для хрома и hИсх-TiAl = 9,50 мкм для TiAl.Операции ПХТ производили, используя в качестве химически активногогаза фреон CF4. Применяли режим травления с подачей на антенну мощностиPА=250…450 Вт. Напряжение смещения на столике составляло UСМ=70 В.Поддерживали в камере вакуум на уровне 0,5…1 Па.
Продолжительность каждогопроцесса составляла 15 мин., т. к. при большем времени происходилозначительное загрязнение плазмы, что приводило к росту полимерной пленки наобразцах.Поокончаниюкаждогоизпроцессовпроводилиповторноепрофилографирование для определения глубины травления.Рис. 3.38. Образец из КУ-1 для опыта ПХТ1 – контур образца, 2 – тонкопленочное покрытие (Cr или TiAl), 3 – царапинаЭкспериментальные данные по напылению покрытия CrТаблица 6.100Экспериментальные данные по напылению покрытия NiCrТаблица 7.101Экспериментальные данные по напылению покрытия TiТаблица 8.102Таблица 8 (продолжение)103Экспериментальные данные по напылению покрытия CuТаблица 9.104Экспериментальные данные по напылению покрытия TiAlТаблица 10.105Таблица 10 (продолжение)106Таблица 10 (продолжение)107Таблица 10 (продолжение)108Таблица 10 (продолжение)109Таблица 10 (продолжение)110Экспериментальные данные по напылению покрытия AlNТаблица 11.111Таблица 11 (продолжение)112Экспериментальные данные по напылению покрытия AlNOТаблица 12.113Экспериментальные данные по напылению покрытия AlТаблица 13.114Экспериментальные данные по напылению покрытия TiNТаблица 14.115116Таблица 15.Экспериментальные данные по ионному травлению№Схемаопы- напыталения24ВВВремя,Давление,мин.Паt1= 300,08ИИПримечанияI, А /Uсм, В1,0/3000Травление КУ-1 послехим.травления AlТравление Ø30х1 КУ-1 (опыт25ВВt1= 1200,070,3/3000№23): протрав SiO2 – 1 мкм,TiAl – 0 мкмТравление Ø30х1 КУ-1 (опыт26ВВt1= 1200,0750,5/2500№23): протрав SiO2 – 2 мкм,TiAl – 0 мкмИонная очистка образца из КУ-148НПДt1= 600,081,0/3000от 3-х видов остаточныхпродуктов процесса доводкиполусферической опоры R5,73.5.Модули расчета толщины покрытияДля прогнозирования и расчета распределения толщины покрытия позаданным кинематическим параметрам установки в ходе настоящей работы былразработан расчетный комплекс программ (РКП) на базе разработаннойматематической модели из Главы 2.Структурно РКП состоит из трех модулей (Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
