РПЗ (1058482), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Профиллограммы (рис.5 и рис.6) рельефаисходнойповерхностиситалловойподложкипозволятоценитьобоснованностьпредставления микронеровностей в виде пирамид.Рис.ро илограмма ситалловой подложки до и после травления под углом в 2017Рис.ро илограмма ситалловой подложки до и после травления под углом в 0В результате проведенных экспериментов можно отметить, что при травленииподложки под углом в 20 микрорельеф становится более однороден по глубине, в товремя как при травлении под углом в 90 наблюдается появление микроуглублений (рис.7и рис.8).Рис.10 ро илограмма ситалловой подложки после травления под углом в 20Рис.11 ро илограмма ситалловой подложки после травления под углом в 0184.

Используемое оборудование4.1. Лабораторная установка фирмы «Balzers»Предназначена для нанесениятонкопленочныхпокрытий методом магнетронного распыления.Оснащена автономным источником ионов типа«Радикал»итремямагнетроннымиисточниками,функционирующими на постоянном токе. Установкаоснащена газовой системой, обеспечивающей подготовкугазовой смеси на основе аргона и азота в требуемомсоотношении.Таблица 3араметрКамераОткачная системаоток натекания,20*10-58*10-5Объем, л4510Время откачки до15-20<15*10-58*10-6Торр л/сРис.

12 Установка “Balzers” вакуумного осажденияантифрикционных и упрочняющих тонкопленочныхпокрытий.Порядок работы с установкой:10-4 Тор, минФактическидостижимоедавление, Торр1. Включение системы питанияустановки и подачи воды;редельное давление p=5*10-7 Торр2. Включение САУ подачи газа;Достижимое конечное давление p= 5*10-6 Торр3.

Включение механическогонасоса (откачка камеры иВремя выхода ди узионного насоса на рабочийтрубопроводов газовой системы дорежим 20-30 минут.давления 10 Па) и нагревателядиффузионного ;4. После достижения давления откачиваем диффузионный насос в течении 10-15 сек.,затем продолжаем откачку камеры;5.

Окончательная откачка диффузионным насосом до 10-2 Па;6. Напускаем Аг в камеру до давления 5*10-3 Торр и включаем АИИ (обработка 20-30мин);7. Выключение АИИ, разгерметизация камеры.8. Снятие образца с оснастки.194.2. Атомно-силовой микроскоп NT MDT «Next»АСМ измерения рельефа поверхностипроводятся с использованием контактной иамплитудно-модуляционной АСМвбесконтактном и полуконтактном режимах содновременнымотображениемрядасопутствующих сигналов.Большое количество дополнительнойинформации можно получать из анализаРис.13 АСМ NT MDTразличного рода кривых при проведенииспектроскопическихизмерений:силовых,амплитудных, частотных, фазовых, токовых зависимостей от расстояния, а также силовыхи токовых от приложенного напряжения.Солвер НЕКСТ обладает широким набором электрических методик, включаяЭлектростатическую силовую микроскопию, Кельвин-зондовую силовую микроскопию,измерения dC/dZ, Отображение токов растекания.СТМ измерения проводятся с использованием методов постоянного тока ипостоянной высоты, СТМ спектроскопия включают измерения I(V), I(Z), dI/dV, dI/dZ.МСМ измерения могут проводиться как с использованием двухпроходного методас отслеживанием рельефа поверхности образца, так и на постоянной высоте в системекоординат сканера.205.

Статистическая обработка результатов5.1. Анализ факторовВходные факторы:контролируемые и управляемые: ускоряющее напряжение (энергия ионов); длительность обработки; температура в рабочей камере (охлаждение стенок); давление в рабочей камере; угол наклона подложки относительно источника ионов; расстояние от подложки до источника.контролируемые, неуправляемые: диаметр ионного луча; температура подложки.неконтролируемые, неуправляемые: погрешность оборудования; погрешность оператора.Выходной параметр:- высота микрорельефа поверхности подложки;Поскольку целью эксперимента было определение параметров микрорельефаподложки до и после ионной полировки, то исследуемый выходной параметр будет один:высота микрорельефа поверхности подложки.Наиболеесущественныевходныепараметры:уголнаклонаподложки,напряжение на входе источника ионов, расстояние до подложки.В качестве заготовок использовались ситалловые пластины, с предварительнообработанной и подготовленной поверхностью.215.2.

Разработка общего вида моделиПланирование начинаем с предположения, что модель имеет вид полинома первогопорядка:y  b0  b1 X 1где b0 - значение функции отклика в центре плана; b1 — коэффициент, характеризующийстепени влияния соответствующих факторов на функцию отклика;Определим число опытов N :N  uk  21  2 ,где u  2 — число уровней каждого фактора (должно быть на 1 больше порядкаполинома), k  1 — число исследуемых факторов.5.3. Методика проведения экспериментаПроведём в каждом из 2 опытов 100 параллельных наблюдения, чтобы точнее изучитьвлияние рассматриваемых факторов на выходной параметр.Для устранения возможного влияния случайных факторов будем проводить каждый из200 параллельных наблюдений случайным образом, несмотря на затрату времени исредств.Для рассматриваемого случая матрица планирования и проведения эксперимента будетимеет следующий вид (см.

табл. 2).Проверка воспроизводимости экспериментов (проверка однородностивычисленных по данным параллельных опытов дисперсий среднего арифметическогозначения функции отклика в каждом опыте, т. е. в каждой строке) по критерию Кохрена.Gmax s 2iNsi 12i14.7 0,5128.7Критическое значение критерия Кохрена GКР (β = 0,05, N = 2, n = 10): GКР = 0,61n - число параллельных наблюдений; β - уровень значимости; N - числосравниваемых дисперсий. G < GКР, следовательно, эксперимент являетсявоспроизводимым.22Результаты измерений высоты микрорельефа после обработки ионным лучем подуглом 20о (№1) и под углом 90о(№2)Таблица 4№ опытаX0 X1Y1..Y100, нмYср, нмS2(y)32 33 39 30 34 29 32 31 27 3030 31 31 33 30 26 28 29 34 2634 34 34 36 33 26 30 26 28 3235 37 31 34 32 35 33 36 32 3637 26 37 39 27 25 33 32 35 291+-32,0513,949,1914,734 28 33 31 36 35 28 33 27 3532 26 31 33 33 29 39 38 31 2725 36 37 30 29 31 38 31 33 2933 38 25 30 32 29 38 35 36 3431 38 27 32 35 25 37 32 35 3650 45 48 51 53 45 48 49 48 4253 51 42 51 56 53 52 50 50 4949 50 53 50 46 47 44 55 44 4249 46 55 53 47 49 47 51 56 4349 50 47 52 46 52 51 55 55 542++45 44 48 51 51 43 53 48 46 4754 50 48 46 44 46 47 48 52 4248 54 44 56 47 51 48 43 49 5152 52 47 54 49 43 50 49 54 5152 51 49 50 48 43 55 49 50 4523Вычислим коэффициенты полинома по формулеNbj xi 1ijyi;Nx y x y32.05  49.19b0  10 1 20 2  40.62;22x y x y32.05  49.19b1  11 1 21 2  8.57;22b0b140,628,57y  40.62  8.57 X1Далее проводим оценку значимости коэффициентов.

Основой для оценки являетсякритерий Стьюдента:tj bjs 2 (b j )где дисперсия ошибки определения коэффициента b j :s 2 (b j ) s 2 ( y ) 14.334 0.0717 ,n  N 100  2Nгде s 2 ( y ) si 12iN 14.334 - дисперсия воспроизводимости.Экспериментальные значения критерия Стьюдента приведены в табл. 5.Таблица 5t0151,73t132,01Число степеней свободы равно f  N  (n  1)  198 , уровень значимости β=0,05,тогда критическое значение критерия Стьюдента tкр=1,97. Так t0 , t1  tKP , тосоответствующие коэффициенты признаются значимыми. С учётом значимостикоэффициентов математическая модель примет вид:24y  40.62  8.57 X1Проверим модель на адекватность.

Оценим отклонение предсказанного модельюзначения выходного параметра (функции отклика) y ^ i от результатов эксперимента вкаждой точке факторного пространства при помощи дисперсии адекватности:N2sад( y  yi 1^ii)2N   знгде  зн  2 - число значимых коэффициентов в аппроксимирующем полиноме;y ^ i - значение отклика в этой же точке, предсказанное на модели.Пусть N=2+1=3, при этом y3 =0 и y ^ i =0.2Поскольку yi  y ^ i , то sад 0.Дисперсия адекватности sад  0 — меньше дисперсии воспроизводимости s 2 ( y )  14.3 ,2следовательно, проверку гипотезы об адекватности проводим с помощью критерияФишера:F2s ад=0s 2 ( y)Для чисел степеней свободы:2s ад: f1  N   зн  3  2  1 иs 2 ( y ) : f 2  N (n  1)  3(100  1)  297Fкр  0Так как F  Fкр , то признаем модель адекватной.Сравнение дисперсии адекватности и дисперсии воспроизводимости показало, чтогипотеза об адекватности модели принимается как верная.25Проверка нормальности по критерию Пирсона:k mi  mii 1mik mi  mii 1mi 2э1 2э22210 mi  31.5i 1mi10 mi  42.7i 1mi2 1.7292 1.22 кр2 (  ; f  k  1  2)   кр2 (0.05; f  7)  14.1 э21,  э22   кр2 - распределения между группами не отличается от равномерногораспределения.26ВыводыВ результате выполнения курсового проекта был рассмотрен метод ионно-лучевогополирования материала, построена модель микронеровности поверхности и выявленхарактер зависимости коэффициента распыления от угла падения ионного пучка.Разработанный проект соответствует техническому заданию.

Характеристики

Список файлов курсовой работы