Исследование характерных зависимостей для тонких пленок, в исходном и отожжённом состоянии
Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также
промокод
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Введение
Непрерывное уменьшение характерных размеров электронных и микромеханических компонентов, гибридных микро-наноэлектромеханических систем, пленочных покрытий и других продуктов нанотехнологий сделано актуальным разработку адекватных средств исследования и характеризации их физико-механических свойств в наношкале. Наноиндентирование (синонимы — кинетическое или непрерывное индентирование, depth sensing testing, ultra-low-load indentation, instrumented indentation) — безусловный лидер такого рода испытаний. Под понятием «наноиндентирование» подразумеваются различные методы индентирования, позволяющие определять твердость малого объема вещества. Данный метод был разработан в середине 70-х годов прошлого века для измерения твердости малых объемов материалов. Затем данный метод и его прикладные варианты стали использоваться для разных механических измерений, таких как измерение значений твердости и модуля упругости в нанометровых масштабах [W.C. Oliver and G.M. Pharr, J. Mater. Res. 7, 1564 (1992); W.C. Oliver, G.M. Pharr, J.Mater. Res. 19 (2004) 3]. Цель настоящей работы – исследовать характерные зависимости для тонких пленок, в исходном и отожжённом состоянии. В соответствии с целью выделялись следующие задачи: Освоение методики наноиндентирования по Оливеру Фара. Получение опыта работы на установке NanoTest. Получение экспериментальных зависимостей для тонких пленок, в исходном и отожжённом состоянии. Анализ экспериментальных результатов.
Принципы и техника наноиндетирования
В обычных испытаниях по методу индентирования (макро- или микроиндентирование) датчик, обладающий высокой твердостью и известными механическими свойствами, и геометрической формой, вдавливается в образец, свойства которого неизвестны. По мере вдавлив...
Источники погрешностей, возникающих при наноиндентировании
Рассмотрим более подробно погрешности, возникающие в процессе наноиндентирования, а также их источники. Выбор начала отсчета по смещению и нагрузке. В идеальном случае отсчет глубины отпечатка должен начинаться от поверхности образца. Во всех совреме...
Открыть главуПредварительные проверки
Каждый раз перед использование системы NanoTest, рекомендуется проводить ряд простых проверок: Температура внутри кабинета. Убедитесь, что обогреватель кабинета включен, а индикатор зеленого цвета «OPT» постоянно мигает (рисунок 7). Постоянно включен...
Открыть главуКалибровки системы NanoTest
Для получения точных результатов измерений пользователю системы NanoTest необходимо время от времени выполнять три типа калибровок: - калибровку нагрузки; - калибровку податливости системы; - калибровку индентора (расчёт функции площади алмаза). Та...
Открыть главуПодготовка и установка образцов
Подготовка и установка образцов является очень важным этапом в использовании NanoTest. Плохая подготовка или установка образца может привести к неточным измерениям или, в худшем случае, даже к повреждению прибора; лучше получить консультации по монта...
Открыть главуВыполнение измерений
После осуществления всех вышеизложенных калибровок оператор может приступать к процессу выполнения измерений. Задача оператора состоит в том, чтобы верно внести все данные эксперимента, которые записываются в специальном окне в специализированной про...
Открыть главуОсновное технологическое оборудование и параметры процесса получения пленок
Исследуемые пленки толщиной 0,5 – 1 мкм были получены магнетронным распылением. Мишень представляла собой диск Fe, равномерно покрытый сегментами керамики TiB (рисунок 9). Осаждение проводилось в атмосфере Ar при общем давлении p = 0,2 – 0,3 Па. Для ...
Наноиндентирование пленок
Методом наноиндентрирования и последующей обработкой массива данных в программе Origin, были получены результаты для исследуемых серий пленок на основе Fe-Ti-B. 4.2.1 Серия 743 Для того, чтобы наиболее качественно оценить зависимость было принято со...
Открыть главуЗаключение
При выполнении данной работы была освоена методика измерений и работы на NanoTest. На основе измеренных параметров были оценены такие свойства, как нанотвердость, поведение материала в ответ на восстановление после проникновения наноиндентора, а также величина нагрузки на индентор. Анализируя обработанные данные эксперимента, мы можем сделать вывод, что отожжённая пленка Fe-Ti-B при 200 и 300°С удовлетворяет всем параметрам. В дальнейшей работе планируется провести сравнение с другими образцами, при котором более детально будет проведен учет свойств исследуемых образцов. В результате исследований было выявлено, что в пленке серии Fe-Ti-B формируется нанокристаллическая ОЦК структура – твердый раствор Ti и B в α-Fe, параметр кристаллической решетки которого растет относительно для α-Fe с увеличением титана и бора в пленке. При максимальном содержании титана и бора, образуется рентгеноаморфная фаза (т.е. фаза, не идентифицируемая при рентген-анализе). В работе также было обнаружено значительное влияние температуры отжига образца на его прочностные характеристики, в частности твердость и модуль Юнга.
