Повышение качества технологической среды сверхвысоковакуумного оборудования с алмазоподобными покрытиями трибологического назначения

• Автор: Русанов, Антон Викторович
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Оглавление

Оглавление
Список сокращений
Введение
1. Анализ проблем газовыделения в парах трения технологического сверхвысоковакуумного оборудования для производства изделий электронной техники
1.1. Проблема обеспечения качества вакуумной среды в современном и перспективном сверхвысоковакуумном технологическом
оборудовании для производства изделий электронной техники
1.1.1. Анализ тенденций развития сверхвысоковакуумного технологического оборудования для производства изделий электронной техники. Проблемы обеспечения качества вакуумной среды
1.1.2. Анализ тенденций развития механических элементов СВВ технологического оборудования электронной техники
1.1.3. Обзор трибологических порытий для работы в СВВ
1.2. Обзор углеродных покрытий трибологического назначения
1.2.1. Виды углеродных покрытий трибологического назначения для работы в СВВ и их основные свойства
1.2.3. Методы нанесения трибологических покрытий на основе углерода и их влияние на свойства покрытий
1.3. Обзор современного уровня исследований явлений трибодесорбции
1.4. Анализ применимости и ограничений термической модели для описания трибодесорбции в современном и перспективном оборудовании электронной техники
1.4.1. Модель термических процессов в зоне трения
1.4.2. Термическая модель десорбции молекул из зоны трения

1.5. Постановка проблемы, цели и задачи исследования
2. Теоретические основы десорбции газов из углеродных покрытий трибологического назначения
2.1. Анализ источников и механизмов газовыделения
2.2. Частные модели трибодесорбции
2.2.1. Модель десорбции газов при растрескивании и разломе
2.2.2. Модель десорбции газа из поверхностного слоя трения без удаления материала
2.2.3. Модель трибодесорбции газа из поверхностного слоя трения с удалением материала
2.3. Зависимости потока десорбции от условий износа и пластической деформации
2.4. Трибохимические реакции
Выводы к главе
3. Экспериментальное исследование десорбции газов при трении и прогреве в вакууме углеродных покрытий трибологического назначения
3.1. Разработка методики экспериментальных исследований
3.1.1. Методика измерения потока и состава трибодесорбции
3.1.2. Количественные показатели трибодесорбции
3.2. Экспериментальное оборудование
3.2.1. Описание экспериментального стенда
3.2.2. Определение быстроты откачки вакуумной системы
3.3. Методы нанесения и анализа покрытий
3.3.1. Ионно-стимулированное осаждение из газовой фазы
3.3.2. Плазмохимическое осаждение из газовой фазы
3.3.3. Механические, химические и поверхностные характеристики исследуемых покрытий

3.4. Исследование влияния условий трения, свойств покрытия и материала основы на газовыделение при трении в СВВ углеродных покрытий трибологического назначения
3.4.1. Спектральный состав десорбируемых газов
3.4.2. Динамика трибодесорбции и ее связь с трением и износом
3.4.3. Зависимость кинетических характеристик трибодесорбции от режимов нанесения покрытий
3.4.4. Анализ исследования зависимости трибодесорбции от износа и определение коэффициентов эффективности десорбции
3.4.5. Газовыделение из исследуемых покрытий АПУ при нагреве
Выводы по главе
4. Практические методы и рекомендации по созданию трибологических покрытий на основе углерода с заданными трибодесорбционными свойствами и их применению в механических устройствах технологического оборудования производства электронной техники
4.1. Методика расчета трибодесорбции из покрытий АПУ
4.2. Рекомендации по методам и режимам нанесения углеродных трибологических покрытий с заданными трибодесорбционными свойствами
4.3. Рекомендации по вакуумной in situ диагностике степени
повреждения покрытий АПУ
Выводы по главе
Общие выводы
Список литературы

трения качения и покоя, высокой жесткостью, точностью перемещения по всей длине, но им присущи и недостатки: большая трудоемкость и стоимость изготовления, малая демпфирующая способность в направлении движения. Направляющие скольжения до недавнего времени для внутрикамерпых устройств широко не применялись, однако появление новых материалов и технологий их изготовления привлекает к ним внимание разработчиков установок электронной техники в связи с простотой конструкции, лучшей демпфирующей способностью, отсутствием сепараторов, меньшей трудоемкостью и стоимостью изготовления, меньшей материалоемкостью и массой. Успех использования конструкций привода с направляющими скольжения полностью зависит от создания антифрикционных и износостойких покрытий, способных работать в СВВ и обладающих требуемыми характеристиками по газовыделению и генерации мелкодисперсных частиц.
Абсолютной целью в рамках конструктивного подхода является создание механических систем СВВ технологического оборудования, в которых полностью отсутствуют пары внешнего трения. К таким механическим системам относятся системы на основе контролируемой упругой деформации, а также магнитной и электрической левитациям [100]. В левитационных механических системах изделия, размещенные в специальных контейнерах, транспортируются вдоль направляющей, создающей сильное электрическое или магнитное поле. Исключение узлов внешнего трения в таких механических системах достигается значительным усложнением конструкции, системы управления и удорожанием эксплуатационных расходов, связанных с необходимостью криогенного охлаждения сверхпроводящей магнитной системы. Нагрузочная способность и точность такой механической системы невелики. Кроме того, применение магнитной транспортной системы невозможно в технологических системах, в которых проводятся элионные процессы, анализ поверхности с применением электронных и ионных пучков из-за нежелательного взаимодействия электронов и ионов с магнитным полем и изменения их траектории. Так, например, в современных системах МЛЭ «Катунь 100», в которых контроль роста покрытия осуществляется анализом ДБЭ (на отражение), магнитные манипуляторы передачи подложек заменены механическими с целью увеличения точности и чувствительности анализа [37].