Слайд 1Курсовая работа
по дисциплине «Прикладная металлофизика»
Тема: «Методы и режимы ИПД»
Выполнила студентка:
Преподаватель
д.т.н., профессор:
Группа
Кафедра «Материаловедение»
Слайд 2Группа
Понятие наноматериалы, нанометр
2
Наноматериалы - разновидность продукции наноиндустрии в виде материалов,
содержащих структурные элементы с нанометровыми размерами, наличие которых обеспечивает существенное улучшение или появление качественно новых механических, химических, физических, биологических и других свойств, определяемых проявлением наномасштабных факторов.
Наноме́тр (русское обозначение: нм; международное: nm) — дольная единица измерения длины в Международной системе единиц (СИ), равная одной миллиардной части метра (то есть 10−9 метра). Устаревшее название — миллимикрон (10−3 микрона; обозначения: ммк, mµ или (реже) µµ). Нанометр часто ассоциируется с областью нанотехнологий и с длиной волны видимого света. Это одна из наиболее часто используемых единиц измерения малых длин. Нанометр также наиболее часто используется в описании технологий полупроводникового производства.
Слайд 3Основные типы, структуры наноматериалов
Слайд 5Группа
Понятие интенсивной пластической деформации
4
Интенсивная пластическая деформация (англ. severe plastic
deformation) — способ получения беспористых металлов и сплавов с размером зерна около 100 нм, заключающийся в формировании за счет больших деформаций сильно фрагментированной и разориентированной структуры, сохраняющей в себе остаточные признаки рекристаллизованного аморфного состояния.
ИПД применима в основном к пластически деформируемым материалам. Для достижения больших деформаций используются кручение под квазигидростатическим давлением, равноканальное угловое прессование, прокатка, всесторонняя ковка. Сущность этих методов заключается в многократной интенсивной пластической деформации сдвига обрабатываемых материалов. Использование интенсивной пластической деформации позволяет, наряду с уменьшением среднего размера зерен, получать массивные образцы с практически беспористой структурой материала, чего не удается достичь компактированием нанопорошков.
Слайд 6Группа
Метод кручения под высоким давлением
5
Рис. 4.13. Схема методов интенсивной
пластической
деформации:
а- метод кручения под высоким давлением,
б- метод равноканального углового прессования,
1- пуансон,
2- образец,
3- суппорт,
4- заготовка.
Слайд 7Группа
Всесторонняя ковка и специальная прокатка
6
Рис. 4.14. Наноструктуры меди, полученной разными
методами:
а- методом кручения под высоким давлением,
б- методом равноканального углового прессования
Слайд 8Группа
Всесторонняя ковка и специальная прокатка
7
Рис. 4.15. Объемные заготовки из наноструктурного
титана
Слайд 9Группа
Методы физического осаждения из паровой фазы
8
Данная группа методов часто обозначается
английской абревеатурой PVD(PhysicalVapourDeposition). Эта группа методов объединена общей схемой нанесения покрытия и использованием вакуума. (рис. 4.17).
Рис.4.17. Типичная схема установки для нанесения покрытия PVD-методом:
Сначала материал для покрытия переводится из конденсированного состояния в состояние пара, затем проводится его транспортировка к подложке (материалу на который наносится покрытие), где происходит осаждение материала покрытия из паровой фазы и формирование покрытия. Использование вакуума облегчает перевод материала в паровую фазу.
Слайд 10Группа
Рис.4.17. Типичная схема установки для нанесения покрытия PVD-методом
9
1- материал для
покрытия, 2- система перевода материала в паровую фазу, 3- поток испарившегося вещества, 4- подложка, 5- формирующееся покрытие, 6- система транспортировки материала покрытия в паровой фазе к подложке, 7- система фокусировки (и/или сканирования) потока вещества, осаждающегося на подложку, 8- система закрепления подложки и ее контролируемого перемещения, 9- система регулирования температуры нагрева подложки, 10- система управления и контроля технологическими параметрами (температура подложки, скорость перевода материала в паровую фазу, давление в камере, скорость осаждения покрытия, толщина покрытия и др.), 11- вакуумная камера, 12- система создания и поддержания высокого вакуума (система вакуумных задвижек, форвакуумных и высоковакуумных насосов, азотная ловушка и др.), 13- шлюзовая камера и система подачи и смены подложек, 14- смотровые контрольные окна, 15- система охлаждения.
Слайд 11Группа
Термическое испарение
9
Рис. 4.18. Некоторые варианты метода термического испарения:
а) испаритель
из металлического листа с защитным покрытием,
б) металлический испаритель в виде лодочки,
в) керамический тигель с внешним нагревательным элементом,
г) испарение лазерным или электронным лучом.
Слайд 12Группа
10
Катодное и магнетронное распыление
Рис. 4.20. Основные принципиальные схемы катодного
распыления:
а) двухэлектродный метод,
б) четырехэлектродный метод,
1- вакуумная камера,
2- держатель подложки
(в двухэлектродном методе
также является анодом),
3- подложка,
4- зона плазмы тлеющего разряда,
5- мишень (распыляемый материал),
6-основной катод,
7- тепловой катод,
8- стабилизирующий электрод,
9- анод.