Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

НАНЕСЕНИЕ ПРОВОДЯЩИХ УГЛЕРОДНЫХ ПОКРЫТИЙ НА МЕЗОПОРИСТЫЕ ВОЛОКНА МЕТОДОМ МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ

Авторы:
Город:
Саратов
ВУЗ:
Дата:
01 июля 2017г.

Одним из наиболее перспективных и быстро развивающихся классов наноматериалов являются углеродные наноструктуры. Актуальной задачей твердотельной электроники является получение и исследование наноуглеродных пленочных материалов различных структурных составов для использования в качестве приборов микро-, нано- и оптоэлектроники. Получение углеродных нанотрубок (УНТ) и других наноструктур на поверхностях большого размера в плазмохимическом синтезе является в настоящее время актуальной задачей.

Существенной составной частью плазменной нанотехнологии является магнетронная технология создания графитовых покрытий, углеродных пленок и других наноструктур на их основе.

Синтезированные в последнее десятилетие углеродных покрытий путем магнетронного напыления графита обладают рядом уникальных свойств, которые позволяют использовать их для создания базовых элементов наноэлектроники, активных катодов и наноэлектромеханических системах.

Процесс нанесения углерода (С) (Рис.1) на ленту осуществлялся на экспериментальной вакуумной установке, предназначенной для металлизации гибких носителей, с помощью модернизированного высокоскоростного магнетронного устройства, схемы подачи газа и системы перемотки ленты. Метод магнетронного напыления в вакууме – экологический чистый процесс, без применения химически опасный реагентов.

Применение магнетронного распылительного устройства (МРУ) и мишени из графита позволяет управлять структурой наносимых слоев углерода от металлического до аморфного. Разработанная технология магнетронного напыления обеспечивает контроль и повторяемость толщины слоя.




Лентопротяжный механизм рассчитан на конвейерную транспортировку различных гибких мезопористых волокон и металлической ленты в рулоне над ионным источником и магнетронными распылительными устройствами с линейной скоростью перемещения от 2 до 20 м/мин.

Контроль скорости перемотки осуществляется электронными системами контроля асинхронных двигателей. Натяжение пленки обеспечивается за счет разности скоростей вращения роликов смотки и намотки. Напыление одностороннее с реверсивным перемещением ленты в разные стороны, затем после перезарядки осуществляется напыление слоев с другой стороны.

В качестве основы применяется мезопористые волокна и металлическая лента шириной 600 мм, толщиной 30-120 мкм (Рис.2).

Применение ленты тоньше 30 мкм ограничено ее механической прочностью. Графит  является одним наиболее подходящим металлом для напыления металлического и пористого покрытия на ленту. Графит хорошо распыляется, обладает высокой проводимостью, развитой удельной поверхностью, коррозионной стойкостью, термически устойчив, контролируемой пористой структурой, отличными адгезионными свойствами.

Пористый углеродный слой составлен из нескольких монослоев и не должен превышать 1 мкм для предотвращения растрескивания и сколов при скручивании ленты в рулон. Часть пор являются закрытыми, за счет эффекта затенения, остальная часть пор имеет открытый вид. Толщина пористого слоя углерода может составлять от 0,1 до 1 мкм в зависимости от требуемой величины наносимых слоев. Поверхность элементов структуры покрыта выступами и впадинами, которые образуют нанопоры, увеличивающие общую пористость покрытия. Средний размер нанопор 20 – 60 нм (Рис. 3).

Первое металлическое углеродное покрытие обладает, низким удельным электрическим сопротивлением R = 0,01 Ом/см2, не окисляемость после напыления на ленту, хорошая адгезия, второе аморфное углеродное покрытие на слой металлического дает высокую развитую пористую структуру.

Аморфный слой углерода, покрывающий элементы структуры металлического углеродного подслоя, обладает хорошей электропроводимостью и теплопроводностью, термостойкостью, прекрасной коррозионной устойчивостью в электролитах, прочной адгезией с подложкой.


Слой аморфного углерода представляет собой мезопористую структуру, сформированную из множества сферических, связанных между собой полостей толщиной 0,05-0,1 мкм и повторяет конфигурацию травленой подложки с высокой пористостью. Слой наносится магнетронным распылением при подаче в рабочую камеру рабочего газа аргона. Параметры пленок углерода зависят от давления аргона в камере напыления от 1,33х10-2-1,33х10-1Па. Состав пленки плавно меняется при контролируемом вакуумметрами изменении давлении аргона.

 

Список литературы

 

1. Перевозникова, Я.В. Оборудование для модификации электродной фольги перед нанесением электролита / Я.В. Перевозникова, В.В. Слепцов, В.К. Перешивайлов // «Вакуумная техника и технология-2012»: материалы науч.-техн. конф. - Санкт-Петербург, 2012. - Том 22. № 3. - С.157-160.

2.   Синева, Я.А. Металлизация гибких углеродных покрытий методом магнетронного распыления / Я.А. Синева, В.К. Перешивайлов, Я.В. Перевозникова // 2-я Межд. молод. Науч.-пр. конф. «Прогрессивные технологии и процессы» - 2015. - С. 40-42.

3.       Перевозникова, Я.В. Исследования морфологии и химического состава углеволокнистого сорбционного активированного материала / Я.В. Перевозникова, В.К. Перешивайлов, С.Н. Болотникова // Эволюция дефектных структур в конденсированных средах сборник тезисов XIV Межд. школы- семинара (ЭДС-2016). - 2016. - С. 72-73.