Технологическое обеспечение равномерности покрытий для деталей гироскопических приборов на установках магнетронного напыления (1026305), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Многостадийное(включающеенесколькопереходов)напылениенитрида алюминия до толщины 5 мкм позволяет применять его в качестведиэлектрика в составе конструкций функциональных деталей гироприборов.Также показано применение нитрида алюминия и в изделиях дифракционнойоптики, поскольку для создания плазмонных эффектов необходимо поверх слояметалла наносить такой же тонкий (толщиной 40…80 нм) слой диэлектрика.Установлено, что и в этом случае необходимо создавать подслой при высокомопорном напряжении.183Общие выводыТакимобразом,проведеноисследованиеустановокмагнетронногораспыления с планетарным движением подложки:1. Разработана математическая модель, устанавливающая текущую скоростьроста толщины тонкопленочного покрытия в рассматриваемой точке напыляемойповерхности детали при её планетарном движении в прямом и в обратномнаправлениях. Модель учитывает соотношение (с учетом знака) частот вращениясателлита и водила планетарного механизма, расстояния от поверхностираспыления и углы направленности и падения, а также коэффициентыстехиометрии напыляемого материала и максимума диаграммы направленности,определенные экспериментально.2.
Экспериментальноопределенычисленныезначениякоэффициентастехиометрии K, отражающего влияние на скорость роста толщины покрытиянапыляемого материала, и коэффициента максимума диаграммы направленностираспыления ℎm, отражающего влияние технологического режима магнетронногонапыления, для материалов Cr, TiAl, Al, Ti. Это позволяет рассчитыватьчисленныезначенияожидаемогораспределениятолщиныпокрытияпонапыляемой поверхности деталей гироскопических приборов.3. Применение математического моделирования позволило установить, что,изменяя кинематический режим (соотношение между частотами вращения и ихнаправлениями, углу наклона магнетронов), можно получать заданные в КДотклонения от равнотолщинности покрытий, а также получать необходимуюформу распределения толщины покрытия (симметричную или асимметричную,выпуклую или вогнутую). В частности, для деталей гироскопических приборовцелесообразнопредусмотретьвозвратно-вращательныйрежимдвиженияподложки, а операцию напыления осуществлять первоначально у единичногомагнетрона, расположенного фронтально к плоскости подложки, обеспечиваявыпуклую форму, а затем – у системы сдвоенных магнетронов, наклоннорасположенных к фронтальной плоскости вакуумной камеры и направленных184своими мишенями в сторону центра планетарного механизма, характеризующейсясозданием вогнутой формы.4.
Предложена инженерная методика расчета углов наклона магнетроновдуальной системы к фронтальной плоскости камеры и соотношений частотвращения сателлита и водила планетарного механизма, обеспечивающихминимальное значение разнотолщинности получаемого покрытия с определениемрациональных значений этих величин, при которых неравномерность наносимогона детали гироприборов покрытия не превышает 1 %.5. Разработаны рекомендации по синтезу технологического оборудования исредствтехнологическогооснащениядлямагнетронногонапылениярассматриваемой группы деталей гироскопических приборов.
В частноститребуемая кинематика напыления может быть обеспечена приводом, в котором,например, за счёт добавления наружного полого вала, реализована независимаяпередача вращения на сателлиты и водило планетарного механизма, их одно- иразнонаправленное вращение, а также реверсируемость каждого из вращений.6. Анализ результатов экспериментальных исследований в сочетании симитационнымпокрытияпокомпьютернымнапыляемоймоделированиемповерхностираспределенияподложкипозволилтолщинывнедритьвпроизводство ряд конструкторско-технологических решений. В частности,изготовлены новые варианты магнетронных распылителей с мишенями изразличных материалов, реализована новая система управления технологическимии кинематическими режимами магнетронного напыления, разработана новаяконструкция внутрикамерного планетарного устройства.Цель диссертации, сформулированная во введении, с точки зрения автора,достигнута.Авторвыражаетблагодарностьсвоемунаучномуруководителю,сотрудникам кафедры технологий приборостроения ФГБОУ ВПО МГТУ имениН.Э.
Баумана и коллективу филиала ФГУП «ЦЭНКИ»–«НИИ ПМ имениакадемика В.И. Кузнецова», в особенности А.И. Бивейнису , М.Н. Былинкину иЮ.И. Бадину за помощь и поддержку в научной работе.185Список литературы1. Ходаков В.Н. О развитии космонавтики в СССР и России // Вестник РУДН.Серия: Математика. Информатика. Физика. 2013. №1. С. 224-228.2.
«Академик Виктор Кузнецов – главный конструктор гироприборов»: брошюра.М.: Рестарт, 2013. 15 с.3. Акселерометр: пат. 2485524 РФ / В.И. Курносов, М.В. Курносова, М.В.Смирнова; заявл. 05.07.10; опубл. 20.06.13. Бюлл. № 17.4. Миниатюрные волоконно-оптические датчики вращения // Физоптика. URLhttp://www.fizoptika.ru/describtion/miniature%20fogs.pdf(датаобращения01.09.2015).5. ВГ035П.Волоконныйдатчиквращения//Физоптика.URLhttp://www.fizoptika.ru/products/catalog/035p_r.pdf (дата обращения 01.09.2015).6. ВГ095М.Волоконныйдатчиквращения//Физоптика.URLhttp://www.fizoptika.ru/products/catalog/095m_r.pdf (дата обращения 01.09.2015).7.
Прибор ОИУС-1000. Прецизионный одноосный измеритель угловой скорости// Оптолинк. URL http://www.optolink.ru/ftpgetfile.php?id=16 (дата обращения01.09.2015).8. Прибор ОИУС-2000. Прецизионный одноосный измеритель угловой скорости// Оптолинк. URL http://www.optolink.ru/ru/ katalog/katalog/napitki/precizionnyjodnoosnyj-izmeritel-uglovoj-skorosti-103 (дата обращения 01.09.2015).9. Продукция:Гироскопическиеприборы//«Завод«Звезда».URLhttp://www.zavod-zvezda.ru/produkciya.html (дата обращения 01.09.2015).10.
Гибридныемикроэлектромеханическиегироскопыиакселерометры/ С.Ф. Коновалов [и др.] // Наука и образование: электронное научно-техническоеиздание.2011.№10.URLhttp://technomag.bmstu.ru/doc/219257.html(датаобращения 01.09.2015).11. Джашитов В.Э., Панкратов В.М. Математические модели теплового дрейфагироскопических датчиков инерциальных систем. СПб.: ЦНИИ Электроприбор,2001. 150 с.18612.
ГОСТ 15130-86. Стекло кварцевое оптическое. М., 1987. 30 с.13. КИ6.696.091.Технологическийпроцессизготовленияплатыэлементанагревательного ЭН-049. ФГУП «МЗЭМА». М., 1984. 26 с.14. КИ5.863.049.Технологическийпроцессизготовленияэлементанагревательного ЭН-049. ФГУП «МЗЭМА».
М., 1984. 19 с.15. КИ7.844.289. Технологический процесс на химическое и ионно-химическоетравление кварцевых пластин. ФГУП «МЗЭМА». М., 1987. 117 с.16. Берлин Е.В., Сейдман Л.А. Ионно-плазменные процессы в тонкопленочнойтехнологии. М.: Техносфера, 2010. С. 488.17. Одиноков С.Б., Сагателян Г.Р. Технология изготовления дифракционных иголограммныхоптическихэлементовсфункциональныммикрорельефомповерхности методом плазмохимического травления // Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана.
Сер. «Приборостроение». 2010. №2. С. 92-104.18. Экспериментальные исследования процесса плазмохимического травлениястекла при изготовлении дифракционных и голограммных оптических элементов/ С.Б. Одиноков [и др.] // Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2012. №5.DOI 10.7463/0512.0408094.19. КИ6.682.131. Технологический процесс на вакуумное напыление на кварцевуюпластину. ФГУП «МЗЭМА». М., 1987.
145 с.20. Саханский Ю.В., Макаров Н.Г. Проблема нанесения тонких пленок в изделияхэлектроники и слоистых устройствах инициирования взрывчатых веществ// Труды молодых ученых. 2014. № 1. С. 39-48.21. Волохов И.В., Тимаков С.В. Новая технология получения тонкопленочныхгетероструктур чувствительных элементов датчиков давления // Измерительнаятехника.
2011. № 3. С. 4–6.22. Кузьмичёв А.И. Магнетронные распылительные системы. Введение в физикуи технику магнетронного распыления: Кн.1. Киев: Аверс, 2008. 244 с.23. Данилин Б.С., Сырчин В.К.Магнетронныераспылительныесистемы.М.: Радио и связь, 1982.
72 с.24. Вдовичев С.Н. Современные методы высоковакуумного напыления и187плазменной обработки тонкопленочных металлических структур: Уч.-метод.пособие. Нижний Новгород: Нижегородский гос. ун-т, 2012. 60 с.25. Магнетронное осаждение нанокомпозитных защитных покрытий на стеклаиллюминаторов космических аппаратов / В.П. Сергеев [и др.] // Пленки ипокрытия-2015: Труды 12-й междунар. конф.
(19 мая - 22 мая 2015) / Под ред. д-ратехн. наук В.Г. Кузнецова. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2015. С. 360-362.26. Lugscheider E., Kramer G., Barimani C., Zimmerman H. PVD coatings onaluminium substrates // Surface and Coating Technology. 1995. Vol. 74-75.
P. 497.27. Свойства пленок нитрида титана, полученных методом магнетронногораспыления / Ю.Н. Юрьев [и др.] // Известия Самарского научного центраРоссийской академии наук. 2014. Т. 16, №4(3). С. 672-676.28. Захаров В.И., Кантор М.М. Влияние скорости напыления на структуру иэлектрические свойства пленок серебра, наносимых на кварцевые пластины// Электронная техника. Серия 9 - Радиокомпоненты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
