Wyniki 1-4 spośród 4 dla zapytania: authorDesc:"Roman Jędrzejewski"

Kinetyka wzrostu powłok Al2O3 osadzanych metodą PED i PLD

Czytaj za darmo! »

Cienkie powłoki Al2O3 są stosowane w wielu dziedzinach. Dzięki dobrym właściwościom mechanicznym są używane jako powłoki odporne na ścieranie [1] oraz powłoki odporne na korozję [2], właściwości optyczne zadecydowały o ich zastosowaniu w światłowodach [3], a elektryczne o zastosowaniu jako warstwy pasywne w półprzewodnikach metal-tlenek [4]. Każda z tych aplikacji wykorzystuje inną technikę preparatyki. Stosuje się m.in. wysokotemperaturową (ponad 1000°C) metodę CVD [2, 5]. Inną techniką jest metoda PLD, która ze względu na dużą energię kinetyczną ablacji pozwala na otrzymanie powłok w niższej temperaturze substratu [6, 7]. Metodą PLD można otrzymać powłoki o różnej budowie, np. w pełni zwarte, o strukturze kolumnowej [8÷12]. Metody otrzymywania cienkich powłok bazujące na wykorzystaniu wiązek wysokoenergetycznych znajdują coraz szersze wykorzystanie w technice. Do metod takich można zaliczyć m.in. pulsacyjną ablacje laserową (Pulsed Laser Deposition - PLD) oraz pulsacyjną ablacje elektronową (Pulsed Electron Deposion - PED). W pierwszej wykorzystuje się laser jako źródło energii, natomiast w drugim przypadku wiązkę elektronów. Podczas osadzania tymi metodami impulsowa wiązka lasera lub elektronów pada na powierzchnię substancji w stanie stałym. Przy odpowiednio dużej gęstości energii oraz krótkim czasie impulsu w wyniku silnej absorpcji wysokoenergetycznego promieniowania część powierzchni materiału zostaje gwałtownie odparowana (ablacja) w postaci plazmy. Materiał plazmy przemieszcza się bardzo szybko w kierunku prostopadłym do powierzchni tarczy, napotykając na swojej drodze podłoże osadza się na nim, tworząc powłokę. Kształt i temperatura plamki plazmy mają istotny wpływ na jednolitość otrzymywanej powłoki. Na jakość powłoki wpływ ma mechanizm osadzania materiału plazmy na podłożu. Wysokoenergetyczny materiał plazmy, uderzając w podłoże, powoduje wybicie atomów z powierzchni. W tym o[...]

Influence of atmosphere composition on the structure and properties of aluminum oxynitride coatings deposited by PLD method DOI:10.15199/28.2016.1.4


  This work presents studies on the influence of oxygen content in reaction atmosphere during pulsed laser deposition on the structure and properties of aluminium oxynitride films. The coatings were grown on monocrystalline Si substrates. Aluminium nitride bulk disk was used as a target. The film deposition took place at room temperature and pressure of 0.5 Pa with varying content of oxygen and nitrogen. Thickness and roughness of the coatings were measured by profilometer. The X-ray diffractometer (XRD) was used for phase analysis of the coatings. Chemical composition was evaluated using X-ray microanalysis (EDS) by means of scanning electron microscopy (SEM). The surface topography was examined using an atomic force microscopy (AFM). Hardness of the coatings was measured by means of nanoindentation. Adhesion was evaluated in microscratch tests and the morphology of the residual scratch was characterized by AFM. Results showed that it was possible to obtain coatings composed of oxynitrides with different stoichiometry. Mechanical properties of the obtained coatings, however, were significantly different from those demonstrated by ALON ceramic. The content of oxygen in the coatings had an influence on the decreasing hardness and Young’s modulus and improved adhesion. There was no influence on thickness and roughness but the lowest number of droplets was noticed in the coatings obtained in pure oxygen. Key words: aluminum oxynitride, thin ceramic film, pulsed laser deposition.1. INTRODUCTION Aluminum oxynitride ceramic, acronym ALON, has been focusing interest since the 1960s [1÷3]. It has a cubic crystal structure with a spinel-type lattice (space group: Fd3m) [3÷6]. Its general chemical composition is Al(64 + x)/3O32 - xNx, where 0 ≤ x ≤ 8 [7, 8]. The most stable and stoichiometric phase is represented by Al23O27N5 (when x = 5) [1]. ALON has excellent mechanical properties with high strength and high hardness [1, 3, 9] be[...]

Badanie właściwości katalizatora żelazowego pobranego z różnych części wlewka

Czytaj za darmo! »

Przedstawiono wyniki badań właściwości fizykochemicznych katalizatora żelazowego pobranego z różnych części "wlewka" otrzymanego podczas wytopu tego katalizatora. Oznaczono skład chemiczny oraz fazowy, rozmieszczenie promotorów, a także aktywność katalityczną w procesie syntezy amoniaku. Wykazano, że katalizator żelazowy powstały podczas wytopu w wyniku krystalizacji stopu jest niejednorodny. Fe catalyst was prepd. by fusion of Fe3O4 with Al2O3, CaO and K2O under industrial conditions and casting the resp. ingots. Melt samples were taken from the upper and middle parts of the ingot and analyzed for chem. and phase compns. as well as for catalytic activity in the NH3 synthesis at 723 and 923 K after redn. with H2 at 473-773 K. The catalyst from the upper part of the ingot contained more Fe3O4 than those taken from the middle ingot part and was twice as active at the beginning of the synthesis, but its activity rapidly decreased during its use at elevated temp. Stopowy katalizator 􀄪elazowy jest najcz􀄊􀄞ciej stosowanym katalizatorem do syntezy amoniaku. Otrzymuje si􀄊 go poprzez stapianie magnetytu z promotorami, takimi jak Al2O3, CaO i K2O. G􀃡ówn􀄅 faz􀄅 katalizatora w formie utlenionej jest magnetyt. Oprócz niej, gdy stopie􀄔 utlenienia 􀄪elaza w próbce Fe2+/Fe3+ jest wi􀄊kszy od 0,5, wyst􀄊puje tak􀄪e wustyt oraz ferryt wapniowy1). Identyfikuje si􀄊 tak􀄪e faz􀄊 szklist􀄅, sk􀃡adaj􀄅c􀄅 si􀄊 g􀃡ównie z tlenków krzemu, glinu, wapnia i potasu. Tlenek glinu rozpuszcza si􀄊 w magnetycie tworz􀄅c roztwór sta􀃡y. Niewielkie jego ilo􀄞ci znajduj􀄅 si􀄊 w wustycie oraz w fazie szklistej2, 3). Jony wapnia Ca2+ zast􀄊puj􀄅 jony Fe2+ w fazie wustytowej oraz magnetytowej. Wap􀄔 zawarty jest takh[...]

Charakterystyka powłok z tlenoazotku glinu osadzanych metodą PED i PL


  Tlenoazotek glinu (ALON, od angielskiego aluminium oxynitride) jest polikrystalicznym materiałem ceramicznym o wzorze chemicznym Al(64+x)/3O32-xNx, gdzie 2 ≤ x ≤ 5 [1÷4]. Ma sześcienną strukturę krystaliczną. Strukturę krystaliczną stabilizuje azot [2÷4]. ALON jest transparentny dla długości fali w zakresie od ultrafioletu (UV) do średniej podczerwieni (MWIR), 0,1÷6,0 μm [2, 5÷6]. Charakteryzuje się bardzo dobrymi właściwościami mechanicznymi, przede wszystkim wytrzymałością i twardością [1, 5÷6]. Jest odporny na wysoką temperaturę i korozję [4]. Szczegółowa charakterystyka ALON przedstawiona została w tabeli 1. Transparentność w szerokim spektrum promieniowania elektromagnetycznego oraz dobre właściwości chemiczne, mechaniczne i fizyczne tlenoazotku glinu decydują o częstym stosowaniu tego materiału (m.in. okna IR, domeny EM, soczewki) [2÷4, 7]. Konwencjonalne metody otrzymywania ALON obejmują procesy wysokotemperaturowe [1, 5]. Stanowi to ograniczenie stosowania powłok ALON, gdyż mogą być wytwarzane jedynie na podłożach będących w stanie wytrzymać wysoką temperaturę. Dlatego obiecującą alternatywą są metody PVD z wykorzystaniem wysokoenergetycznej wiązki laserowej i elektronowej. Metoda pulsacyjnej ablacji laserowej (PLD) lub pulsacyjnej ablacji elektronowej (PED) pozwala otrzymywać powłoki w temperaturze pokojowej, co poszerza spektrum stosowanego podłoża. Podczas osadzania wiązka elektronowa (metoda PED) lub wiązka laserowa (metoda PLD) jest kierowana w stronę targetu. Wysokoenergetyczna wiązka po dotarciu do powierzchni targetu powoduje jego ablację. Wytwarzana jest plazma, która następnie jest kierowana prostopadle w stronę podłoża. Po dotarciu do powierzchni substratu jest wytwarzana cienka powłoka. Schemat komory do osadzania powłok metodą PLD oraz PED przedstawiono w pracy [8]. Do tej pory nie ukazały się publikacje na temat możliwości wytwarzania powłok ALON metodą PED. Osadzanie metodą PLD było [...]

 Strona 1