Особенности эрозии поверхности материалов при взаимодействии с ионами газоразрядной плазмы

Куминов, Павел Олегович Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Рассмотрены экспериментальные физические процессы, вызываемые ионной бомбардировкой поверхности электропроводящих материалов. Проведено сравнение параметров технологических режимов при формировании микрорельефа на поверхности образцов с помощью двух типов генераторов ионных потоков. Описаны конструкции элементов ионных источников. Изложена методика проведения экспериментов по формированию микрорельефа на различных типах материалов. Разработаны практические рекомендации подготовки образцов материалов при бомбардировке химически нейтральными газовыми ионами для исследования особенностей их микроструктуры. В частности, рассмотрены примеры результатов травления стальных, алюминиевых карбидовольфрамовых сплавов.

ВВЕДЕНИЕ 9
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ПОЛУЧЕНИЯ МОРФОЛОГИИ
ПОВЕРХНОСТИ СПЛАВОВ…………………………………………………………… 11
1.1 Методы получения морфологии…………………………………… 11
1.2 Получение микроструктуры химически травлением……………. 12
1.3 Получение микроструктуры ионной бомбардировкой………….. 13
1.3.1 Ионный обеспечивающие пучок………………………………….. 13
1.3.2 Классификация различных групп распыления…………………… 17
1.4 Метод катодного распыления……………………………………… 19
1.5 Метод ионного осаждения………………………………………… 21
1.6 Постановка задач и цели работы………………………………….. 22
ГЛАВА 2. ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИОННОГО ТРАВЛЕНИЯ, МАТЕРИАЛЫ
И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ…………………………………………………… 24
2.1 Оборудование для выявления микроструктуры материалов в 24
дуговом разряде……………………………………………………..
2.2 Установка ВУП-4 для выявления микроструктуры ионным
пучком окально……………………………………………………. 26
2.3 Материалы для исследования……………………………………… 29
2.4 Технология подготовки образцов к испытаниям и
исследованиям……………………………………………………… 31
2.5 Оборудования для исследования полученных результатов…….. 32
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА ЗАРЯЖЕННЫМИ
ЧАСТИЦАМИ……………………………………………………………………………. 35
3.1 Описание процесса ионного травления в вакуумном посту
ВУП-4……………………………………………………………….. 35
3.2 Описание процесса травления в ионно-плазменном разряде…… 36
3.3 Исследование ависимостей……………………………………….. 37
3.3.1 Зависимость тока и напряжения от давления…………………….. 37
3.3.2 Зависимость плотности ионного тока от расстояния……………. 38
3.3.3 Влияние напряжения смещения на динамику нагрева образца…. 39
3.4 Растравленность образца относительно падению угла ионного
пучка………………………………………………………………… 40
3.5 Зависимость области растравленного отпечатка от тока ионов… 41
ГЛАВА 4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ
И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ…………………………………………………………… 50
4.1 Предпроектный анализ…………………………………………….. 50
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования………… 50
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения……………………. 52
4.1.3 SWOT-анализ………………………………………………………. 53
4.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации……………….. 55
4.1.5 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования……………………………………………………….. 56 7
4.2 Инициация проекта………………………………………………… 56
4.3 Планирование управления научно-техническим проектом……… 57
4.3.1 Иерархическая структура работ проекта…………………………. 57
4.3.2 Контрольные события проекта……………………………………. 58
4.3.3 План проекта……………………………………………………….. 59
4.3.4 Бюджет научного исследования………………………………….. 60
4.3.5 Матрица ответственности…………………………………………. 62
4.3.6 Реестр рисков проекта…………………………………………… 63
4.3.7 Оценка сравнительной эффективности исследования…………… 63
ГЛАВ.5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ…………………………………… 65
5.1 Введение……………………………………………………………. 65
5.1.1 Анализ вредных производственных……………………………… 66
5.1.2 Шум…………………………………………………………………. 66
5.1.3 Расчет уровня шума………………………………………………… 67
5.1.4 Вредные вещества………………………………………………….. 68
5.1.5 Микроклимат на рабочем месте…………………………………… 70
5.1.6 Освещение на рабочем месте……………………………………… 72
5.1.7 Расчет общего равномерного освещения………………………… 73
5.2 Анализ опасных факторов на рабочем месте……………………. 76
5.2.1 Статическое электричество……………………………………….. 76
5.2.2 Поражение электрическим током………………………………… 77
5.3 Охрана окружающей среды……………………………………….. 78
5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения
безопасности ………………………………………………………. 82
Вывод к пятому разделу…………………………………………… 84
Основные выводы по всей работе……………………………… 85
Список литературы………………………………………………. 86
Приложения А…………………………………………………….. 88

В настоящее время в машиностроении на стадии технического проекта
необходимо произвести опыты над образцом и выявить его структуру
методом металлографии. Перед тем как произвести металлографию, нужно
создать на поверхности шлиф, который, обычно, выполняется травлением.
Травление выполняют несколькими способами: химическим,
электрохимическим и ионно-плазменным.
Ионно-плазменное травление в вакууме является прогрессирующим
методом для выявления структуры металлов при металлографии. Удаление
атомов, находящихся на поверхности, при бомбардировке ускоренных частиц
твердого тела происходит впоследствии столкновения бомбардирующих
частиц и атомов в граничных слоях.
При химическом травлении необходимо подобрать реактивы для
определенного материала, которые могут быть дорогостоющими или
недоступными для многих лабораторий из-за отсутствия сертификата для
работы с данным реактивом. Ионно-плазменное травление не нуждается в
опасных реактивах; этот процесс происходит на установках, не занимающих
много место, что является актуальным в данной сфере.
Процессы ионно-плазменной обработки в вакууме позволяют
обеспечить решения многих технологических задач при производстве
электроники: травления и нанесения материалов, создания материалов с
различными электрофизическими характеристиками.
Также, преимуществом обработки материалов является
низкотемпературная газовая плазма низкого давления. Плазма источника
должна иметь высокую плотность и значительную температуру ионов, но
при всем этом ионная температура должна быть низкой, для получения
плазмы с низкой численной характеристикой заряженного пучка. Данная
плазма имеет вид слабого ионизированного газа, состоящий из смеси
покоющихся и инертных атомов и молекул, продуктов диссоциации молекул
– радикалов, электронов и заряженных ионов.
Низкое давление в рабочей камере обеспечивает снижение потерь в
ионном потоке и устранение возможность расфокусировки пучков. Давление
в рабочей и разрядной камерах зависит от газового потока, поступающего в
разрядную камеру. Уменьшение потока вызывает снижение ионного тока и,
соответственно, скорости травления. Имеется возможность изменять
скорость травления образца, поменяв инертный газ в системе подач, также
имеется возможность изменить скорость, варьируя расстояние “ образец –
источник ионов ”.
В направлении ионизирования актуальность принимает несколько
течений: модернизация конструкции, глубокое исследование процессов и
результатов травления, а также автоматизация ионно-плазменного травления.
Данные исследовательские пути имеют повышенное внимание, при
достожении которых можно получить рывок в материаловедении, а так же в
импортозамещении.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Решение технологических проблем при обработке литого корпуса
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Повышение работоспособности торцовых фрез с механическим креплением режущих пластин
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка технологии изготовления деталей насос-дозатора с применением операции дорнования
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка технологии автоматической сварки под слоем флюса тавровых балок на установке Corimpex
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка алгоритмов управления дугой горящей в динамическом режиме
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Электронно-лучевая сварка термоизолированной трубы
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)