Оборудование для осаждения тонкопленочных покрытий алмазоподобного аморфного углерода (DLC)
Алмазоподобный углерод (DLC) – метастабильная форма аморфного углерода, содержащая значительное количество
Для осаждения тонкопленочных упрочняющих покрытий в настоящее время применяются различные методы, условно разделяемые на две группы – химическое осаждение из паровой фазы (CVD) и физическое осаждение из паровой фазы (PVD). Используемые методы имеют ограничения по применению обусловленные физическими свойствами подложек, а так же ограничения, связанные с физическими свойствами получаемых тонкопленочных покрытий. Этими ограничениями, а так же стоимостью реализации того или иного метода обусловлено большое число вариантов технологических систем осаждения DLC покрытий применяемых в настоящее время в промышленности.
ООО «Нанотехновак» предлагает потребителю элементы для построения технологического комплекса нанесения тонкопленочных покрытий тетраэдрического аморфного углерода с использования PVD методов их осаждения.
Паровой фазой в технологической системе является углеродная плазма импульсного вакуумного электродугового разряда.
Импульсный генератор углеродной плазмы состоит из анода, катода, дополнительного анода, системы инициирующих электродов. Все электроды генератора плазмы выполнены из плотного мелкодисперсного графита. Система инициирующих электродов состоит из разделенных керамическим изолятором заземленного (базового) электрода и одного или нескольких (на рисунке – трех) инициирующих электродов. Генерация плазмы происходит при импульсном дуговом разряде между катодом и анодом генератора. Этот разряд обеспечивается за счет электрической энергии накопленной в емкостном аккумуляторе. Для развития импульсного разряда необходимо предварительно создать определенные разности потенциалов между электродами генератора, а также обеспечить достаточный запас энергии для поддержания процесса развития основного разряда. Накопление энергии происходит в блоке конденсаторов, где кроме емкостного аккумулятора размещены дополнительные конденсаторы цепей дополнительного анода и вольтодобавки. Зарядка емкостей блока конденсаторов до необходимых напряжений осуществляется источником питания и управления системы. Блок управления и питания электродугового источника углеродной плазмы обеспечивает питание импульсного электродугового испарителя оснащенного емкостным накопителем энергии с электрической емкостью до 2200 мкФ. Источник питания обеспечивает заряд накопителя до установленного напряжения, питание блока конденсаторов дополнительного анода и подачу на поджигающий электрод потенциала обеспечивающего инициирующий разряд. Источник питания обеспечивает управление импульсным электродуговым испарителем определяя частоту следования импульсов разряда, количество импульсов разряда в текущем цикле, контролируя число и отношение количества импульсов инициирования разряда (импульсов поджига) и импульсов разряда накопителя.
Описанная технологическая система позволяет наносить тонкопленочные DLC покрытия на основе безводородных пленок тетраэдрического аморфного углерода. В зависимости от типа подложки и особенностей процесса были получены образцы со следующими характеристиками:
Микротвердость | 35 – 65 ГПа |
Концентрация sp3 связей | 30 – 80 % |
Коэффициент трения | 0,1 – 0,12 |
Плотность | |
Модуль Юнга | 700 ГПа |