Исследование адгезионных характеристик силицидных покрытий на молибдене методом склерометрии
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?евательные элементы, которые имеют спиральную форму и размещены в защитных керамических трубках. Нагревательная камера закрыта дверцей, фиксирующейся соответствующим приспособлением.
Печь с максимальной рабочей температурой до 1350 0С содержит нагреватели из сплава Х23Ю5Т. Спиральные нагреватели выполнены из проволоки диаметром 2 мм.
Электропитание печи обеспечивается электронным блоком, предназначенным для регулирования необходимой мощности, а также для программного управления температурным режимом печи. В печи до 1200 0С датчиком температуры служит термопара ХА (хромель-алюмель), а до более высоких температур - термопара ЦНИИЧМ-1 (хромо-никелевый сплав).
Блок имеет индикаторы входного питания (напряжения и входного тока каждой фазы). В конструкции предусмотрено защитное отключение электропитания при открывании дверей печи. Скорость разогрева печи до заданной температуры регулируется установленным показателем максимальной мощности. Блок регулирования позволяет исполнять высокотемпературные операции по заданной программе, при этом учитываются и выбираются:
максимальная температура отжига (до 1350 оС);
режим нагрева (количество и длительность промежуточных выдержек);
скорость нагрева (0 - 15 оС/мин.);
точность контроля температуры (не хуже 5 оС);
режим и скорость охлаждения.
Установленные световые индикаторы позволяют визуально контролировать изменения режимов и температуры в рабочем объеме. Во время каждой изотермической выдержки осуществляется как отдельный учет ее длительности, так и общее время процесса.
Кроме автоматического режима предусмотрено ручное регулирование, при этом необходимый уровень мощности корректируется соответствующими ручками. В этом режиме работы термопара является только индикатором температуры.
В капсулу из оксида алюминия помещали образцы, засыпали их насыщающей смесью мелкодисперсного порошка кремния с добавлением 2-5% активатора - трехфтористого алюминия. Капсула закрывалась герметичной керамической пробкой, помещалась в печь, где проходил отжиг в требуемом режиме. Длительность более 10 часов складывали из нескольких отдельных отжигов, суммируя длительность интервалов с требуемой температурой (табл. 2.1).
Твердофазный метод силицирования (ВТ) реализован в две стадии с использованием установки ВУП-5М.
Вакуумный универсальный пост ВУП-5М в основном предназначен для напыления различных пленок разнообразными методами, однако также позволяет проводить разнообразную термическую и химико-термическую обработку образцов небольших размеров, при этом имеет низкую инерционность, экономичность, легкое управление и регулировку параметров термического воздействия.
Остаточное давление в высоковакуумном объёме при охлаждении ловушки водой составляет 1,310-3 Па (1,010-5 мм. рт. ст). Стандартная максимальна температура нагрева объектов 1100 оС. Использование специальной печи позволяет повысить ее до 1400 оС.
С помощью пульта управления обеспечивается выход в рабочий режим вакуумной системы из холодного состояния и коммутация вакуумной системы во время работы.
Прибор (рис. 2.3) выполнен одной стойкой, в которой размещены рабочий объём, предназначенный для обработки объектов, вакуумная система, предназначенная для получения требуемого режима в рабочем объеме, блоки питания устройств и приставок, и пульты управления.
Стойка разделена перегородкой на две части, в одной из которых размещена вакуумная система с электромагнитными клапанами для её коммутации, преобразователи ПМТ-4М или ПМТ-2, ПМИ-2 для контроля вакуума и автоматического управления вакуумной системой, пьезоэлектрический вентиль и баллон с инертным газом (аргоном) для проведения различных операций в инертной атмосфере. В другой части стойки размещены блоки питания устройств и приставок.
Для удобства монтажа, профилактических и ремонтных работ в стойке предусмотрены съёмные задние и боковые щитки, а передняя панель выполнена в виде двухстворчатых открывающихся дверей с легким доступом в обе части стойки, в том числе к собранным в единой кассете легкосъёмным платам управления прибором.
На стойке размещены рабочая камера, а также пульт управления и индикации режимов работы прибора.
Для получения в рабочем объеме давления (1,310-2 - 1,310-4) Па используется классическая вакуумная система с применением механического насоса (для получения предварительного вакуума) и паромасляного (высоковакуумного) насоса. Вакуумная система может работать в ручном и автоматическом режимах, т.е. коммутация вакуумной системы может производиться оператором или без его вмешательства.
В рабочем объеме, состоящем из основания и колпака, проводятся все операции по обработке образцов. Основание установлено на стойке и связано с вакуумной системой соединительным фланцем. В основании имеются также проходные отверстия ввода подвижных ручек управления устройствами и приставками, а также оптический ввод.
Танталовая лодочка, которая служит испарителем кремния, нагревалась прямым пропусканием тока. Регулировка температуры производится изменением величины тока, проходящего через нагревательное устройство. Контроль температуры производился с помощью индикатора температуры, состоящего из термоэлектрического преобразователя (хромель-алюмелевой или вольфрам-рениевой термопары), усилителя и цифрового индикатора.
Пары кремния конденсировались на молибденовом образце. Толщина слоя р