Нанотехнологии и наноматериалы

Yuzaki ishlov berish texnologiyalaridan foydalanish usullari

Materiallar sirtini qayta ishlash texnologiyalari hozirgi vaqtda materialshunoslikning eng rivojlanayotgan yo'nalishlaridan biridir. Er yuzasida materiallar, ayniqsa metall, modifikatsiyalangan qatlamlarni yaratish bilan bog'liq usullar etarlicha o'rganilgan, ishlab chiqilgan va amaliyotda keng qo'llanilgan [74, 94-101]. Ushbu usullarning ko'pchiligi yoki ularning takomillashtirilgan versiyalari nanotexnologiya usullari sifatida ko'rib chiqilishi mumkin, chunki ular materiallar yuzasida nano o'lchovli va / yoki nanostrukturali qatlamlarni, nanokomponentli kompozit materiallarni va ba'zi hollarda nanomateriallarni shaklda yaratishga imkon beradi. nano va mikro mahsulotlar.

Nano-yo'naltirilgan sirtni tozalash texnologiyalari uchun taxminiy tasniflash sxemasi rasmda ko'rsatilgan. 4.16. Bu usullarni shartli ravishda ikkita katta guruhga – fizik jarayonlarga asoslangan texnologiyalar va kimyoviy jarayonlarga asoslangan texnologiyalarga bo‘lish mumkin. Nano-yo'naltirilgan sirtni tozalashning barcha texnologiyalari orasida bugungi kunda eng istiqbolli ion-vakuumli qoplama texnologiyalari (PVD va CVD texnologiyalari deb ataladi) [100-111]. Bunday usullar bilan olingan qatlamlar yuqori yopishqoqlik bilan ajralib turadi va asosiy materialga harorat ta'siri odatda minimaldir. [111] da olib borilgan adabiyot ma'lumotlarining tahlili shuni ko'rsatdiki, vakuumli cho'kma texnologiyalari bilan olingan plyonkalardagi kristallitlar hajmi 1-3 nm ga etishi mumkin.
Keling, rasmda ko'rsatilgan nano-yo'naltirilgan sirtni tozalash texnologiyalarini amalga oshirishning ba'zi asosiy variantlarini batafsil ko'rib chiqaylik. 4.16.

1. Fizikaga asoslangan texnologiyalar

Jismoniy bug'larni joylashtirish usullari
Ushbu usullar guruhi ko'pincha ingliz qisqartmasi PVD (Jismoniy bug'ning cho'kishi) bilan belgilanadi. Ushbu usullar guruhi umumiy qoplama sxemasi va vakuumdan foydalanish bilan birlashtirilgan. (4.17-rasm). Birinchidan, qoplama materiali kondensatsiyalangan holatdan bug 'holatiga o'tkaziladi, keyin u substratga (qoplama qo'llaniladigan material) o'tkaziladi, bu erda qoplama materiali bug'lanadi va qoplama hosil bo'ladi. Vakuumdan foydalanish materialning bug'lanishini osonlashtiradi.



Guruch. 4.16. Taxminan tasnifi sxema nano-yo'naltirilgan sirtni tozalash texnologiyalari



4.17-rasm. PVD qoplamasi uchun odatiy o'rnatish: 1- qoplama materiali, 2- materialni bug'lash tizimi, 3- bug'langan moddalar oqimi, 4- substrat, 5- shakllantiruvchi qoplama, 6- qoplama materialini bug 'fazasida substratga o'tkazish tizimi, 7- fokuslash tizimi ( va/yoki skanerlash) substratga yotqizilgan moddalar oqimi, 8- substratni mahkamlash va uning boshqariladigan harakati, 9- substratni isitish haroratini tartibga solish tizimi, 10- texnologik parametrlarni nazorat qilish va kuzatish tizimi (substrat harorati, materialni bug 'fazasiga o'tkazish tezligi, kameradagi bosim, qoplamaning cho'kish tezligi, qoplama qalinligi va boshqalar), 11- vakuum kamerasi, 12- yuqori vakuumni yaratish va saqlash tizimi (vakuum klapanlari tizimi, for-vakuum) va yuqori vakuumli nasoslar,
Guruh ichidagi usullarning tasnifi ishlatiladigan bug'lanish, tashish va cho'ktirish usullarining kombinatsiyasi bilan belgilanadi. PVD usullarining keng qo'llanilishi quyidagi sabablarga ko'ra yuzaga keladi: qalinligi <1 nm dan 200 mkm gacha bo'lgan juda bir xil sirt qatlamlarini olish imkoniyati, xususiyatlari juda yaxshi takrorlanishi; qoplanadigan sirtning o'lchami cheklangan bo'lishi mumkin va ba'zi hollarda (magnetronli püskürtme) amalda cheksiz uzunlikdagi chiziqlar hosil qilishi mumkin; tanlangan hududlarga tanlab qo'llash imkoniyati; substrat materiallarini deyarli cheksiz tanlash (nazariy jihatdan, substrat materiali har qanday bo'lishi mumkin); substrat harorati talablari uchun etarli moslashuvchanlik; sirt qatlamlari uchun materiallarning keng assortimenti (metalllar, qotishmalar, kimyoviy birikmalar); turli qalinlikdagi qatlamlar va turli materiallardan ko'p qatlamli qoplamalarni olish imkoniyati; qo'llashning texnologik parametrlarini o'zgartirish orqali qatlamlarning tarkibi, tuzilishi va xususiyatlarini o'zgartirish; qoplama materialining yuqori tozaligi uchun talablarni qondirish qobiliyati; minimal atrof-muhit ifloslanishi. Ushbu usullar guruhining kamchiliklari quyidagilardan iborat: texnologik va nazorat uskunalarining murakkabligi va yuqori narxi, xizmat ko'rsatuvchi xodimlarning juda yuqori malakasiga bo'lgan ehtiyoj, nisbatan past mahsuldorlik, qoplamani olishning muayyan holati uchun texnologik rejimni ishlab chiqishning murakkabligi. , ayniqsa kimyoviy tarkibning yuqori aniqligini saqlab, aralashmalardan qoplamalar olish uchun. ; qoplanadigan sirtlarni maxsus tayyorlash zarurati. qo'llashning texnologik parametrlarini o'zgartirish orqali qatlamlarning tuzilishi va xususiyatlarini; qoplama materialining yuqori tozaligi uchun talablarni qondirish qobiliyati; minimal atrof-muhit ifloslanishi. Ushbu usullar guruhining kamchiliklari quyidagilardan iborat: texnologik va nazorat uskunalarining murakkabligi va yuqori narxi, xizmat ko'rsatuvchi xodimlarning juda yuqori malakasiga bo'lgan ehtiyoj, nisbatan past mahsuldorlik, qoplamani olishning muayyan holati uchun texnologik rejimni ishlab chiqishning murakkabligi. , ayniqsa kimyoviy tarkibning yuqori aniqligini saqlab, aralashmalardan qoplamalar olish uchun. ; qoplanadigan sirtlarni maxsus tayyorlash zarurati. qo'llashning texnologik parametrlarini o'zgartirish orqali qatlamlarning tuzilishi va xususiyatlarini; qoplama materialining yuqori tozaligi uchun talablarni qondirish qobiliyati; minimal atrof-muhit ifloslanishi. Ushbu usullar guruhining kamchiliklari quyidagilardan iborat: texnologik va nazorat uskunalarining murakkabligi va yuqori narxi, xizmat ko'rsatuvchi xodimlarning juda yuqori malakasiga bo'lgan ehtiyoj, nisbatan past mahsuldorlik, qoplamani olishning muayyan holati uchun texnologik rejimni ishlab chiqishning murakkabligi. , ayniqsa kimyoviy tarkibning yuqori aniqligini saqlab, aralashmalardan qoplamalar olish uchun. ; qoplanadigan sirtlarni maxsus tayyorlash zarurati. Ushbu usullar guruhining kamchiliklari quyidagilardan iborat: texnologik va nazorat uskunalarining murakkabligi va yuqori narxi, xizmat ko'rsatuvchi xodimlarning juda yuqori malakasiga bo'lgan ehtiyoj, nisbatan past mahsuldorlik, qoplamani olishning muayyan holati uchun texnologik rejimni ishlab chiqishning murakkabligi. , ayniqsa kimyoviy tarkibning yuqori aniqligini saqlab, aralashmalardan qoplamalar olish uchun. ; qoplanadigan sirtlarni maxsus tayyorlash zarurati. Ushbu usullar guruhining kamchiliklari quyidagilardan iborat: texnologik va nazorat uskunalarining murakkabligi va yuqori narxi, xizmat ko'rsatuvchi xodimlarning juda yuqori malakasiga bo'lgan ehtiyoj, nisbatan past mahsuldorlik, qoplamani olishning muayyan holati uchun texnologik rejimni ishlab chiqishning murakkabligi. , ayniqsa kimyoviy tarkibning yuqori aniqligini saqlab, aralashmalardan qoplamalar olish uchun. ; qoplanadigan sirtlarni maxsus tayyorlash zarurati. ayniqsa kimyoviy tarkibning yuqori aniqligini saqlab, aralashmalardan qoplamalar olish uchun; qoplanadigan sirtlarni maxsus tayyorlash zarurati. ayniqsa kimyoviy tarkibning yuqori aniqligini saqlab, aralashmalardan qoplamalar olish uchun; qoplanadigan sirtlarni maxsus tayyorlash zarurati.