Пост сугубо научный, но для тех, кто не хочет вникать в тему, в конце поста будет бонус.
Не буду описывать полностью работу магнетронного распыления, литературу на данную тему можно найти легко, просто вкратце, надеюсь понятным языком, расскажу.
Ключевые понятия: магнетрон и ионная бомбардировка. Для того, чтобы получить распыленный материал, в моем случае металл, нам нужна энергия для отрыва молекул с этого металла (мишени). Представьте себе, что вы бьете молотком по земле: от ваших ударов от места контакта отлетают части поверхности, по которой вы наносите удары, в виде пыли, кусочков земли и т.д. Так и в ионной бомбардировке — от соударения ионизированных частиц (заряженных молекул газа) об поверхность мишени идет отрыв молекул металла (его распыление). Оставим аспекты: как происходит вообще ионизация, какие частицы еще участвуют в процессе. Главное донести основную суть.
Теперь на очереди — магнетрон. Что он себя представляет, понятно в целом из названия прибора. Главная фишка в том, что создаются магнитные поля для ориентирования потока электронов, точнее было бы сказать, что траектория электрона искривляется. То есть поток электронов, двигающийся от катода (нашей мишени), закручивается в цикл и как бы попадает в своего рода "ловушку". Это дает эффективную ионизацию, то есть высокую скорость распыления.
Теперь перейдем к непосредственной работе и ее результатам.
Первый металл на распыление была поставлена медь(Cu). Заснять картинку внутри камеры в процессе работы не успел, виноват, буду исправляться. Но могу заверить, что цвет ионизации зеленый. Потому как медь на самом деле зеленая, а не бронзовая (кто поймет, тот поймет), как и золото тоже зеленое.
Режим работы:
- ток силой в 1 Ампер,
- напряжение в 450 Вольт,
- ионнообразующий газ Аргон,
- напыление длилось 3 минуты,
- рабочее давление 2-5*10^-3 мм.рт.ст.
Материал, на который напыляли медь — полиэстер.
Хорошо видно исходный материал полиэстера по белому цвету ткани, а также зону напыления медью. Смысл всего опыта в придании материалу электропроводимости. На исходном материале мультиметр не показывал значения сопротивления, а по напыленной зоне была снята величина (правда, потом уже прибор не регистрировал сопротивление, да и значение было мало). Проблема в том, что ткань образца, как видно на фото, переплетена и зоны контакта для прохождения тока просто несущественны. Частично мы решили ее так, приклеели утюгом обычный полиэтиленовую пленку поверх образца, и напылили уже на нее металл. Так как пленка полиэтилена сплошная, то и зона контакта большая, следственно есть сопротивление и ток. Но теперь появляются другие проблемы, так как такой способ не очень хорош.
Второй металл в нашей очереди - титан (Ti). Вот тут я уже успел заснять процесс напыления.
За качество изображение сразу прощу прощение, не было ни времени (смотровое окно быстро напылялось изнутри) и ни хороших средств для этого.
Этот цвет типично для титана.
Режим работы:
- ток 3 А,
- напряжение 450 В,
- газ Ar,
- напыление - 3 минуты,
- рабочее давление 2-3*10^-3 мм.рт.ст.,
- исходный материал - полиэстер.
Фотографию полученного образца я благополучно сделал, но также благополучно похоже удалил. Цвет с белого поменялся на металлический, но без характерного для металлов блеска.
И в качестве подготовки следующей работы, напылил нитрид титана (ТiN). В принципе, цвет процесса такой же голубоватый, но при увеличении напускания азота цвет менялся на лиловый (фиолетовый).
Режим работы:
- ток 4 А,
- напряжение 450В,
- газ Ar и N2,
- напыление 9минут,
- рабочее давление 3*10^-3 мм.рт.ст,
- исх. материал - полиэстер.
По сути должны были получить золотистый цвет. А для этого нитрид титана и используют (декор), помимо увеличение мех. свойств. Но по факту получили коричневый (бронзовый) цвет. Время уже поджимало, и мы предположив, что зря повысили силу тока до 4 ампер, отправились по домам. Может кто подскажет, почему так получилось (вдруг самим интересно, если нужен будет ответ, думаю к концу недели в комментах отвечу).
И как обещал — бонус.
Все, кто смотрел "Тайну третьей планеты" узнали данного персонажа) А вообще, этот советский мультфильм один из моих любимых — великолепная музыка вызывает отдельное восхищение. И как любой маленький мальчик, смотря этот мульт, я тоже мечтал полетать среди звезд и планет.
P.S. Всем здоровья и добра.
