Подсистема АСТПП нанесения вакуумно-дуговых покрытий с заданными свойствами на поверхность стекла

• Автор: Пирогов, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 223 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Классификация покрытий, наносимых на поверхность стекла

1.1.1 Классификация тонкопленочных покрытий по назначению

1.1.2 Классификация тонкопленочных покрытий по составу.

1.1.3 Методы нанесения покрытий

1.2 Вакуумнодуговые солнцезащитные покрытия.

1.2.1 Особенности процесса вакуумнодугового напыления.

1.2.2 Технологический процесс и оборудование вакуумнодугового напыления

1.2.3 Физикомсханические и эксплуатационные свойства вакуумнодуговых покрытий и методы их оценки.
1.3 Методы моделирования и оптимизации процесса нанесения покрытий .
1.4 Актуальность проблемы создания покрытий с заданными свойствами.
Цель и задачи исследования.
ГЛАВА 2. ИНФОРМАЦИОННОЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЦЕССА НАНЕСЕНИЯ ВАКУУМНОДУГОВЫХ ПОКРЫТИЙ. .
2.1 Механизм процессов напыления и формирования покрытий.
2.2 Теоретические основы моделирования и оптимизации процесса нанесения покрытий
2.2.1 Моделирование процессов методами планирования эксперимента . .
2.2.1.1 Схема построения модели методами планирования эксперимента . .
2.2.1.2 Предпланирование эксперимента
2.2.1.3 Определение оптимального плана проведения эксперимента
2.2.1.4 Обработка результатов эксперимента.
2.2.2 Оптимизация процессов нанесения покрытий.
2.3 Выводы по второй главе.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОКРЫТИЙ .
3.1 Оборудование и условия проведения экспериментов, методы исследования
3.2 Влияние технологических параметров напыления на износостойкость и микротвердость вакуумнодуговых покрытий на стекле.
3.3 Влияние технологических параметров напыления на кислотостойкость вакуумнодуговых покрытий.
3.4 Исследование топографии поверхности вакуумнодуговых покрытий .
3.5 Влияние режима напыления на оптические свойства стекол с тонкопленочным покрытием. . .
3.6 Выводы по третьей главе.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМИЧЕСКОГО И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОДСИСТЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ
4.1 Алгоритм построения регрессионной модели для комплексного показателя качества покрытия
4.2 Алгоритм оптимизации режимов нанесения вакуумнодуговых покрытий.
4.3 Подсистема моделирования и оптимизации режимов нанесения покрытий Iй.
4.3.1 Структура, задачи и схема функционирования подсистемы 1
4.3.2 Назначение и области использования подсистемы 1
4.3.3 Структура базы данных подсистемы 1
4.3.4 Алгоритм использования подсистемы Г.
4.4 Выводы по четвертой главе.
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДСИСТЕМЫ АСТПП 1.
5.1 Тестирование подсистемы 1.
5.2 Исследование закономерностей формирования эксплуатационных характеристик покрытий.
5.3 Синтез технологических режимов нанесения покрытий с заданными свойствами с использованием подсистемы .
5.4 Оценка эффективности подсистемы 1. Рекомендации по дальнейшему использованию и развитию
5.5 Выводы по пятой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В настоящее время интенсивно ведутся исследования данных видов покрытий и, в частности, по исследованию оптических свойств нитридных покрытий . Нитридные покрытия могут использоваться как в виде однослойных высокоотражающих солнцезащитных покрытий i, , I, так и в многослойных солнцезащитных например, i3ii3 и теплоотражающих например, 1, ТЮ2 i3,5 нерж. Таким образом, развитие технологии нанесения покрытий на поверхность стекла идет в направлении использования в качестве покрытий различных соединений оксидов, нитридов, карбидов, оксинитридов и др. Решению научнотехнических проблем в области разработки методов нанесения покрытий посвящен ряд работ российских и зарубежных исследователей Данилина Б. С. 5, Плешивцева Н. В. , Барвинок В. Н.В. Ройха И. Л. 3, Майссела Л. Кудинова В. В. ,, Фольмера М. Соловьева С. П. 1, и других. Химикотермические методы. Газотермические методы. Рассмотрим указанные группы методов с точки зрения целесообразности применения в производстве архитектурностроительного стекла с ТПП. Осаждение покрытий из газовой фазы, основанное на протекании пиролитических реакций, восстановлении галогенидов водородом и др. По мнению ряда авторов 5,,, к недостаткам всех газофазных методов следует отнести отсутствие серийно выпускаемого оборудования, его конструктивную сложность ограниченный выбор исходных соединений высокую токсичность, и коррозионную активность используемых соединений необходимость поддержания температуры осаждения на уровне 0 СС, что не позволяет проводить осаждение пленок на многие виды материалов, в том числе и стекло. Гидролиз растворов неорганических и органических соединений. Недостатками метода являются сложность приготовления пленкообразующих растворов, неравномерность получаемых покрытий по толщине 1,6,. Химическая металлизация в растворах. Электрохимическое осаждение металлов. Данные методы позволяют получать только металлические покрытия, причем выбор металлов ограничен 1,. Надо отметить, что для всех химикотермических методов основным недостатком является химическая вредность. Газотермические методы получения покрытий газопламенное, газодуговое, плазменное и детонационногазовое напыление достаточно хорошо изучены ,, однако применение данных методов в производстве архитектурностроительного стекла затруднено по причине низкой адгезионной прочности получаемых покрытий, невозможности получения тонкопленочных покрытий до 1 мкм, а также неоднородностью покрытий по толщине. Термовакуумные методы основаны на конденсации молекулярных и атомарных пучков материала, получаемых в результате резистивного, электроннолучевого, индукционного, электроразрядного или лазерного нагрева. Данные методы до недавнего времени наиболее широко применялись для нанесения покрытий на стекло, характеризуются отработанностью технологии и изученностью процессов формирования покрытий 3,,. Наиболее широкие перспективы для получения покрытий на стекле открываются с применением вакуумных ионноплазменных методов. Это связано с тем, что кроме термического появляются дополнительные факторы кинетический и ионизационный, оказывающие существенное влияние на кинетику образования покрытий и позволяющие получать высококачественные покрытия из различных соединений при существенно более низких температурах 2, , . Методы ионного распыления. Термоионное осаждение. Методы вакуумнодугового напыления. Методы ионного распыления основаны на распылении бомбардировкой ионами газоразрядной плазмы мишени из наносимого материала и последующем осаждении распыленных частиц на поверхности изделий. АИИ. Как следует из работ 3,5,,,, применение методов ионного распыления имеет ряд преимуществ сохранение соотношения основных компонентов при распылении веществ сложного состава инверсность процесса высокий энергетический уровень распыленных атомов 0,3 0 эВ по сравнению с термовакуумными методами возможность ведения реактивного напыления высокая адгезия пленок даже без ее прогрева однородность покрытий по толщине возможность создания установок и линий непрерывного действия отсутствие микрокапельной фазы в потоке напыляемого материала.