Научные основы управления процессами трибодесорбции газов в узлах трения механизмов сверхвысоковакуумного оборудования электронной техники и нанотехнологий

Научные основы управления процессами трибодесорбции газов в узлах трения механизмов сверхвысоковакуумного оборудования электронной техники и нанотехнологий

Автор: Невшупа, Роман Александрович

Шифр специальности: 05.27.06

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2010

Место защиты: Москва

Количество страниц: 671 с. ил.

Артикул: 5028487

Автор: Невшупа, Роман Александрович

Стоимость: 250 руб.

Научные основы управления процессами трибодесорбции газов в узлах трения механизмов сверхвысоковакуумного оборудования электронной техники и нанотехнологий  Научные основы управления процессами трибодесорбции газов в узлах трения механизмов сверхвысоковакуумного оборудования электронной техники и нанотехнологий 

1.1. Анализ проблем и перспектив развития электронной техники, технологии и технологического оборудования
1.1.1 Анализ тенденций развития электронной и оптоэлектронной техники
1.1.2 Анализ проблем развития технологий и технологического оборудования электронной и оптоэлектронной техники
1.2. Методы обеспечения требований качества вакуумной среды, предъявляемых к материалам внутрикамерных механизмов сверхвысоковакуумного технологического оборудования.
1.3. Краткий обзор основных результатов экспериментальных и теоретических исследований трибодесорбции.
1.4. Выбор материалов для исследования
Цель и задачи исследования
Глава 2. Специфика трибодесорбции как трибоэмиссионного явления
2.1. Место трибодесорбции в системе трибоэмиссионных явлений
2.1.1. Обобщенная классификация трибоэмиссионных явлений
2.1.2. Единство и взаимосвязь трибоэмиссионных явлений.
2.2. Специфика активации физикохимических процессов на поверхности и
в объеме материалов трибологических сопряжений.
2.2.1 Специфика трибологических сопряжений
2.2.2. Термическая активация
2.2.3. Атермичсская и струкгурная активация.
2.2.4. Мшсротрибоштазма.
Выводы к главе 2
Стр.
Глава 3. Теоретические основы трибодесорбционных процессов в миниатюрных и слабонагруженных узлах трения сверхвысоковакуумных механических систем оборудования производства электронной техники
3.1. Общие положения. Компоненты потока трибодесорбции.
3.2. Анализ влияния фрикционного воздействия на кинетику десорбции и
адсорбции газов на поверхности зоны трения.
3.2.1. Общая система уравнений массопереноса газа на поверхностях в
зоне трения и е решение
3.2.2. Анализ механизмов воздействия трения на кинетику сорбционных процессов в зоне контакта
3.2.2.1. Анализ влияния фрикционного воздействия на изменение времени нахождения молекул в адсорбированном состоянии.
3.2.2.2. Анализ влияния фрикционного воздействия на изменение концентрации.адсорбированных атомов и газообмен между
объемом и поверхностью твердого тела
3.3. Механизмы воздействия трения на диффузию и транспорт газов в
объеме зоны фрикционного воздействия.
3.3.1. Анализ факторов фрикционного воздействия, влияющих на диффузию и транспорт газов в зоне трения.
3.3.2. Влияние трения на диффузию газов в зоне фрикционного воздействия
3.3.2.1. Влияние механических напряжений на диффузию газов в зоне
3.3.2.2. Сегрегация растворенных атомов газов на дефектах структуры в
зоне трения.
3.3.2.3. Влияние ловушек на диффузию и растворимость газов в зоне
3.3.2.4. Моделирование диффузии газов в зоне фрикционного воздействия.
Стр.
3.3.3 Влияние фазовых превращений материалов в зоне зрения на кинетику диффузии и растворимость газов
3.3.4 Взаимодействие атомов газов с подвижными дислокациями
3.4. Анализ механизмов эмиссии включенных окклюдированных, химически несвязанных газов при фрикционном воздействии.
3.5. Анализ механохимических процессов генерации газов при трении
3.6. Анализ влияния микротрибоплазмы на трибодесорбцию газов.
Выводы, к главе
Глава 4. Теоретические основы измерения и экспериментального исследования трибодесорбции
4.1. Теоретические основы и методы экспериментальных исследований
трибодесорбции газов в миниатюрных узлах трения СВВ механических систем
4.1.1. Количественные показатели трибодесорбции
4.1.2. Методика измерения потока трибодесорбции газов
4.1.3. Анализ физических ограничений динамического диапазона измерения нестационарной трибодесорбции газов.
4.1.3.1. Теоретические основы моделирования динамики давления газа в вакуумной системе
4.1.3.2. Общее решение для системы, имеющей источники стимулированной адсорбции и десорбции4.
4.1.3.3. Решение на основе интегральных преобразований.
4.1.3.4. Упрощенные модели для частных случаев функции газовыделения моделирование газовыделения прямоугольными импульсами меандр.
4.1.3.5. Упрощенные модели для частных случаев функции газовыделения моделирование газовыделения экспоненциальными функциями
4.1.3.6. Экспериментальная проверка упрощенной модели
Стр.
4.1.4. Анализ влияния адсорбции и реадсорбции газов на результаты измерения потоков трибодесорбции.
4.1.4.1. Расчет количества молекул, адсорбированных на поверхностях вакуумной системы реадсорбция
4.1.4.2. Расчет количества молекул, реадсорбированных на поверхности
зоны трения.
4.1.5. Оценка предела измерения трибодесорбции.
4.1.6. Погрешность измерения.
4.2. Обзор и анализ существующих методов и оборудования экспериментальных исследований трибодесорбции газов
4.3. Разработка нового оборудования для экспериментальных
исследований трибодесорбции газов
4.3.1. Сверхвысоковакуумный трибомегр для исследования трибодесорбции материалов и тонкопленочных покрытий
4.3.2. Вакуумный стенд для исследования приводов и изучения динамики давления при газовыделении из высших кинематических пар
4.4. Подготовка образцов.
4.5. Методы исследования поверхности материалов и покрытий.
Выводы к главе 4.
Глава 5. Экспериментальное исследование спектрального состава, кинетики и динамики трибодесорбции с поверхностей некоторых металлов и металлических сплавов , Си, П, Та, коррозионностойкая сталь.
5.1. Спектральный состав газов, десорбирующихся при трении.
5.1.1. Никель
5.1.2. Бескислородная медь высокой проводимости
5.1.3. Тантал
5.1.4. Титан.
5.1.5. Коррозионностойкая сталь.
Стр.
5.1.6. Анализ результатов
5.1.7. Основные закономерности поведения трибодесорбции
5.2. Прямое исследование источников трибодесорбции при помощи метода
меченых атомов
5.3. Эволюция трибодесорбции и ее взаимосвязь с условиями трения,
деформацией и повреждаемостью некоторых материалов в зоне трения.
5.3.1. Общие сценарии эволюции трибодесорбции
5.3.2 Никель.
5.3.3. Коррозионностойкая сталь.
5.4. Зависимость кинетических параметров трибодесорбции от исходной
концентрации газов
Выводы к главе 5.
Глава 6. Основные характеристики и источники десорбции газов при трении вулканизатов синтетических каучуков.
6.1. Спектральный состав трибодесорбирующихся газов
6.1.1. Этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ, .
6.1.2. Бутадиенакрилонитрильный каучук СКН,
6.1.3. Насыщенный наводороженный бутадиенакрилонитрильный
каучук .
6.1.4. Термопластичный полиэфируретановый каучук СКУ,
6.1.5. Композиция полипропилена, этиленпропилендиенового и хлоробутилового каучука V
6.1.6. Массспектрометрические характеристики термодесорбции. Анализ результатов.
6.2. Взаимосвязь трибодесорбции газов с трением, износом и разрушением
вулканизатов синтетических каучуков.
Выводы к главе 6.
Стр.
Глава 7. Экспериментальное исследование спектрального состава, кинетики и динамики трибодссорбции тонкопленочных
трибологических покрытий.
7.1. Покрытия меди.
7.1.1. ТПП меди на кремнии СиБ.
7.1.2. ТПП меди на коррозионностойкой стали Сбб
7.1.3. Нанокластерное ТПП меди на кремнии папоСиЗ.
7.2. Керамические покрытия.
7.2.1. ТПП нитрид титана, легированный серебром кремний ТМАЗ
7.2.2. Двухслойное ТПП карбид вольфраманитрид титанакремний УС8.
7.2.3. Двухслойное ТПП карбонитрид боратитанкремний ВСМТЗ
7.3. Аморфный алмазоподобный углерод АПУ.
7.4. Основные закономерности динамики трибодесорбции из ТПП на
примере АПУ и двухслойного ТПП карбонитрид боратитанкремний.
7.4.1. ТПП аморфного алмазоподобного углерода
7.4.2. ТПП карбонитрид боратитанкремний ВСИТ.
Выводы к главе 7.
Глава 8. Основы моделирования трибодесорбциоиных явлений в микротрибоконтакте.
8.1. Подходы к моделированию трибодесорбциоиных явлений в микротрибоконтакте.
8.2. Элементарная феноменологическая модель трибодесорбции.
8.3. Континуальная модель трибодесорбции.
8.4. Дискретная модель трибодесорбции
Выводы к главе 8.
Глава 9. Прикладные аспекты практического использования результатов исследования трибодесорбциоиных явлений
Стр.
9.1. Систематизация методов управления трибодесорбционными процессами
9.2. Повышение наджности работы пар трения в вакууме за счт активного диагностирования повреждения материалов и покрытий в зоне трения
9.3. Трибодесорбционный метод определения содержания газов в материалах и покрытиях
Выводы к главе 9.
Общие выводы.
Литература


Кроме того, применение магнитной транспортной системы невозможно в технологических системах, в которых проводятся элионные процессы, анализ поверхности с применением электронных и ионных пучков изза нежелательного взаимодействия электронов и ионов с магнитным полем и изменения их траектории. Так, например, в современных системах МЛЭ Катунь 0, в которых контроль роста покрытия осуществляется анализом дифракции быстрых электронов на отражение, магнитные манипуляторы передачи подложек заменены механическими с целью увеличения точности и чувствительности анализа 2. В механических системах на основе управляемой упругой деформации 4, 5 механическое движение осуществляется при помощи системы криволинейных полых упругодеформируемых элементов. Поток газовыделения из таких механических систем зависит в основном от газопроницаемости тонкостенных упругодеформируемых элементов, а поток генерации микрочастиц весьма мал. Такие механические системы обладают низкой жесткостью и пониженной точностью перемещения, что ограничивает область их применения приводами заслонок, шиберов и другого механического оборудования, не требующего высокой точности и значительных усилий. Очевидно, что в настоящее время технические решения, предлагаемые в рамках конструктивного подхода, не способны самостоятельно полностью обеспечить выполнение требований качества вакуумной среды внутрикамерных механических систем СВВ технологическою оборудования производства электронной техники. Трибологический подход нацелен на оптимизацию конструкции зоны трения, выбор материалов узла трения и трибологических покрытий антифрикционных и износостойких, геометрии и текстуры поверхностей трения. На практике трибологический подход используется либо самостоятельно, либо в сочетании с конструктивным подходом, таким образом, эти два подхода не являются взаимоисключающими. За прошедшее столетие в области вакуумной трибологии и материаловедения проведено значительное число исследований как фундаментального, так и прикладного характера, некоторые из которых рассматриваются в настоящей работе , 6, 7, 9, 0, 9, 2, 0, 4, 4, 5, 4. Опыт по разработке узлов зрения, накопленный в машиностроении за весь период его развития, относится главным образом к атмосферным условиям. Совершенно иными являются условия работы механизмов в СВВ, характеризуемые высоким и сверхвысоким вакуумом, обезгаживающим прогревом, плохим теплоотводом . Необычные условия, в которых должны функционировать узлы трения внутри камерных СВВ механических систем, все чаще заставляют создателей новой техники пересматривать традиционные, сложившиеся в течение многих лет принципы разработки узлов трения и основанные на них конструкторские решения. Другими особенностями узлов трения прецизионных внутрикамерных механических систем являются миниатюрность и низкий уровень нагрузок при малых и средних скоростях скольжения иили качения. Миниатюрность узлов трения вытекает из необходимости высокой концентрации различных механических устройств внутри вакуумного объема, а также из требований обеспечения малой площади зоны контакта с целью снижения уровня генерации вредных факторов. Так, например, в СВВ приводе используются подшипники сверхлегкой серии 0, мелкомодульные зубчатые зацепления с модулем 1 мм и менее, миниатюрные шарниры рычажномультиплицирующей системы и т. Материалы и покрытиям зоне грения. Однако достижение одновременно низкого фения и низкой скорости износа затруднено, поскольку, как правило, материалы с низким коэффициентом фения имеют низкую прочность на сдвиг, и поэтому низкуюизносостойкость, а материалы с высокой износостойкостью не имею столь низких коэффициентов трения. Таким образом, подбор материалов и покрытий для зонььтрения представляет собой задачу нахождения компромисса между коэффициентом тренияи интенсивностью износа, который бы наилучшим способом удовлетворял требованиям конкретной механической системы. Противоречие между антифрикционными и износостойкимихарактеристиками материалов и покрытий преодолевается в настоящее время путем создания, многослойных, градиентных покрытий , а также специальной текстуры из антифрикционных и износостойких материалов на. Си, , i, I, , и др.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.196, запросов: 229