Строение и свойства напыляемой поверхности - Механизмы образования и свойства поверхности, созданной при помощи электронно-лучевого испарения
Неидеальный кристалл имеет различного рода отклонения от точной периодичности идеального. Обычно различают отклонения в виде точечных и линейных дефектов.
Точечные дефекты могут возникать в результате диффузии атомов из объема на поверхность кристалла. В этом случае в решетке образуются свободные узловые объемы - вакансии. Такие дефекты называются дефектами Шоттки. Из положения равновесия атомы могут перемещаться в междоузлия решетки, оставляя свои места вакантными. Такие дефекты называют дефектами Френкеля.
В твердом теле могут также существовать отклонения от параллельности отдельных структурных элементов и плоскостей кристаллической решетки. Такие отклонения вызывают появление дислокаций. Возможны два предельных вида дислокаций: краевая и винтовая. Путем сочетания этих двух видов можно представить любую конкретную дислокацию.
Точечные и линейные дефекты имеются на любой реальной поверхности твердого тела. При нанесении покрытий взаимодействие начинается в первую очередь на дефектах поверхности, поскольку расположенные вблизи них атомы выведены из равновесных, устойчивых положений и обладают высокой потенциальной энергией и, следовательно, химические более активны.
Если рассматривать поверхность кристалла в атомарных масштабах, то она является шероховатой. На поверхности в результате хаотического теплового движения атомов постоянно образуются разные дефекты. На рисунке 1 представлена модель кубической решетки, иллюстрирующая положения атомов на поверхности. Атомы могут занять следующие положения: на полностью заполненном крае 1, в вершине угла 2, на целиком заполненной поверхности 3, на незаполненном крае 4, в вершине незаполненного угла 5, на ступени 6 и на поверхности 7. Наибольший интерес представляет положение полукристалла Ѕ, т. к. он чаще всего встречается при нанесении покрытий в вакууме. Такое положение атома интересно, потому что поверхностная энергия кристалла не изменяется в зависимости от его присоединения или удаления с поверхности. Это отчетливо видно из рисунка, что количество граней, выходящих на поверхность кристалла, от такой операции не меняется.
Рис. 1. Схема возможных характерных положений атомов и выход дефектов на поверхность кристалла с кубической решеткой (модель Косселя и Странсксго)
Силы связи, которые действуют на атом со стороны соседних атомов, очень сильно зависят от его положения на поверхности кристалла. Для металлов и соединений, имеющих ковалентную связь, с достаточной для практики точностью можно считать, что энергия связи между атомами аддитивна. Естественно, атомы, находящиеся на поверхности твердого тела, будут иметь меньшую энергию связи. В зависимости от положения атома ее величина будет уменьшаться в следующем порядке: Е(3)> Е(1)> Е(1/2)> Е(2)> Е(6)> Е(7)> Е(4)> Е(5).
Связь по поверхности между кубами иллюстрирует действующую энергию связи в кристалле Е 1, а по граням куба энергию Е2
Реальная металлическая поверхность, кроме атомной шероховатости, имеет много других дефектов. К ним в первую очередь относятся дефекты, возникающие в местах выхода на поверхность дислокаций и границ зерен. Следы выхода границ зерен имеют вид канавки на поверхности кристалла. На рис. 1 показан выход на поверхность кристалла вакансии 8, краевой дислокации 9 и винтовой 10. Видно, что винтовая дислокация, вышедшая из объема кристалла на его поверхность, имеет вид ступеньки.
Состояние реальных поверхностей твердых материалов в значительной мере определяется также их происхождением. Большинство металлических поверхностей получают путем механической обработки. Поэтому даже после тщательной доводки, например, полировки тонкими абразивами, поверхностный слой металла оказывается сильно искаженным и наклепанным, что проявляется в виде выхода большого количества дефектов на его поверхность. Особенно возрастает количество дефектов поверхности при абразивно-струйной обработке, которая широко применяется для подготовки поверхностей изделий под покрытия.
Похожие статьи
-
Рис. 2. Последовательность стадий роста пленки Образование покрытия начинается с возникновения зародышей. На первом этапе происходит столкновение атомов...
-
Создание пленок термическим методом, молекулярно-лучевой эпитаксией в вакууме или магнетронным, ионным в газовых средах происходит в следующей...
-
Методика проведения эксперимента Объектами настоящего исследования были мишени, напыленные при различных температурах. Нанесение покрытия на молибденовые...
-
Послойный механизм роста происходит на ступенчатых подложках, имеющих кристаллическую структуру. Сначала осаждаемые атомы адсорбируются на поверхности в...
-
Нейтронообразующая мишень Нейтронообразующая мишень представляет собой подложку, на которую наносят активный слой металла, обладающего хорошими...
-
1. Плоскостность. Требование, означающее строгую параллельность лицевой стороны, куда наносят пленку, к тыльной стороне. Это необходимо как для...
-
Целью данного исследования было изучение шероховатости поверхности напыленных дисков. В качестве объектов исследования были взяты пять образцов дисков -...
-
Целью данного исследования являлось 1. Определение влияния температуры подложки во время нанесения покрытия на структурные параметры сорбента мишеней...
-
Применяемые в производстве вещества и материалы, даже очень чистые, за частую имеют некоторое количество чужеродных атомов, оказываясь на поверхности,...
-
В настоящей дипломной работе была изучена научно-техническая литература по созданию тонкопленочных покрытий. Изучение литературных источников показало,...
-
Цель данного исследования состояла в исследовании мишеней при помощи сканирующего микроскопа и определения наличия примесей в них. В качестве объектов...
-
Рис. Общий вид основной вакуумной камеры: 1. Светофор 2. Кронштейн для подъема крышки 3. Крышка технологической камеры 4. Технологическая камера 5....
-
В настоящее время электронно-лучевые пушки очень широко применяются в промышленности. Они используются для сварки, нанесения покрытий, плавки, в научных...
-
Низковольтные нейтронные генераторы имеют широкое применение в науке и в технике. Ими пользуются физики и химики, геологи и биологи, медики и инженеры....
-
Наиболее сильные изменения свойств наноматериалов и наночастиц наступают в диапазоне размеров кристаллитов порядка 10 - 100нм. Основные физические...
-
Сварка плавлением - Процессы сварки металлов плавлением
Сварка плавлением осуществляется нагревом свариваемых кромок до температуры плавления без сдавливания свариваемых деталей. При нагреве с повышением...
-
Пшеничная мука, химический состав и свойства При выработке мучных кондитерских изделий в основном используется пшеничная мука высшего и I сорта и в...
-
При неблагоприятных условиях хранения в жирах протекают различные процессы, отрицательно влияющие на их пищевые качества. Большинство изменений жиров...
-
При конструировании, изготовлении и сборке оптических деталей большое значение имеют базовые поверхности или сокращенно базы. Базами называют...
-
Техника и методика формирования золь-гель мишеней Гель (ксерогель) из полимерного золя образуется в процессе полимеризации мономеров и полимеров,...
-
Классификация теста По способу разрыхления все виды теста для мучных кондитерских изделий можно разделить на два вида: дрожжевое и бездрожжевое (или...
-
Результаты электронномикроскопического анализа феррохрома Нами проведен электронномикроскопический анализ ферросплавов. Задачами...
-
На поверхности, обработанной токарным резцом, образуются неровности в виде винтовых выступов и винтовых канавок , Подобные резьбе, вполне отчетливо...
-
Биохимические процессы, протекающие во время созревания сыра, приводят к значительным изменениям его основных составных частей. Многочисленные химические...
-
Общие сведения о дефектах Дефекты в сварных соединениях могут быть вызваны плохим качеством сварочных материалов, неточной сборкой и подготовкой стыков...
-
Эффективность применения нераспыляемого газопоглотителя во многом зависит от структуры его активного материала. Известно, что у пористых тел истинная...
-
ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ. - Надежность систем автоматизации
Если в результате проектирования нерезервированной системы не удается обеспечить требуемую безотказность, можно применять следующие методы повышения...
-
В оптических цифровых показывающих приборах представление цифросуществляется при помощи диапозитивов (проекционные цифровые показывающие приборы) или в...
-
Технология производства. Технологический процесс производства [ 4, ст. 45 ] азотной кислоты делится на четыре основные стадии: - конверсию аммиака; -...
-
Дизайнерские бумаги - Выбор и свойства бумаги
Сфера применения дизайнерских, или, как их еще называют, элитных бумаг очень широка. В первую очередь это, конечно же, рекламнопредставительская...
-
С мелованным покрытием - Выбор и свойства бумаги
Мелованные бумаги классифицируются по различным признакам: по характеру волокнистой массы, по отделке поверхности, по количеству сторон мелования, по...
-
Коррозия металлов - Металлы и их свойства
Почти все металлы, приходя в соприкосновение с окружающей их газообразной или жидкой средой, более или менее быстро подвергаются с поверхности...
-
Физические свойства металлов - Металлы и их свойства
С внешней стороны металлы, как известно, характеризуются прежде всего особым "металлическим" блеском, который обусловливается их способностью сильно...
-
1 Теплота диссоциации оксидов А) SiO2 > Si +O2; ?H = 863140 Дж (14384,2 ) , (24) Количество диссоциированного кремнезема (для упращения расчетов...
-
Нами исследовался ферросиликомарганец с содержанием марганца - 67,8 %. Результаты термогравиметрического анализа ферросиликомарганца приведены в...
-
Положение отливки в форме при заливке и затвердении определяет весь технологический процесс изготовления отливки. Данная отливка располагается в двух...
-
Сварка электронно-лучевая и лазерная - Виды сварки и способы их применения
В промышленности все более широкое применение находят тугоплавкие и химически активные металлы и сплавы. Поэтому для их сварки необходимо применять...
-
Единая система допусков и посадок - ЕСДП (ГОСТ 25346-82 и ГОСТ 25347-82) регламентирована стандартами СЭВ и в основном соответствует требованиям...
-
Работа металла поверхностей нагрева - Описание работы нагревательных котлов
Особенностью ГЖК является высокая плотность теплового потока в жаровой трубе котла, которая примерно в 3-4 раза выше, чем у водотрубных котлов. Именно за...
-
Виды муки и ее свойства - Идентификация и обнаружение фальсификации продовольственных товаров
Пшеничная мука в потреблении и производстве занимает первое место. На ее долю приходится свыше 68% всей продукции мукомольной промышленности. Из общего...
Строение и свойства напыляемой поверхности - Механизмы образования и свойства поверхности, созданной при помощи электронно-лучевого испарения