Патенты автора Каменецких Александр Сергеевич (RU)
Изобретение относится к способу вакуумного ионно-плазменного осаждения тонкой аморфной пленки из фосфор-оксинитрида лития LiPON на подложку. Проводят нагрев, плавление, испарение ортофосфата лития Li3PO4 и формирование пленки на поверхности подложки в плазме разряда низкого давления с самонакаливаемым полым катодом и анодом, состоящим из двух частей. Одной частью анода является анод-тигель, внутрь которого помещают порошок испаряемого вещества Li3PO4 и испаряют его со скоростью, регулируемой изменением величины тока в цепи анода-тигля. Второй частью анода является полый электрод-ионизатор. Плотность генерируемой плазмы регулируют изменением величины тока в цепи электрода-ионизатора. Li3PO4 испаряют в закрытом аноде-тигле, имеющем в крышке отверстие 6 мм для потока паров. Реактивный азот подают через полый электрод-ионизатор и увеличивают ток в цепи электрода выше порогового значения 30 А, при котором формируется аморфная пленка LiPON с высокой ионной проводимостью. Пленку LiPON формируют на поверхности подложки, имеющей плавающий потенциал и температуру ниже 200°С. После достижения требуемой толщины пленки выключают разряд, перекрывают напуск реактивного азота в реакционный объем. Затем в вакууме не выше 0,01 Па проводят стабилизирующий отжиг путем нагрева сформированной пленки LiPON до температуры 250°С и выдержки при этой температуре в течение 2 часов. Обеспечивается увеличение скорости осаждения пленки твердого электролита из фосфор-оксинитрида лития LiPON. 3 ил.
Изобретение относится к ионно-плазменному низкотемпературному осаждению нанокристаллического покрытия из оксида алюминия на изделия. Осуществляет плавление и испарение алюминия в плазме разряда низкого давления и формирование покрытия осаждением потока частиц плазмы на поверхность изделия в среде кислорода в условиях интенсивной ионной бомбардировки. Используют самостоятельный разряд с самонакаливаемым полым катодом в потоке аргона. Водоохлаждаемый анод-тигель помещают внутрь короткой магнитной катушки. Испарение алюминия из анода-тигля ведут путем увеличения плотности мощности на поверхности расплава пропусканием тока через магнитную катушку. Регулируют скорость испарения алюминия из анода-тигля изменением тока разряда в диапазоне 10-40 А. Устанавливают потенциал смещения изделий до 200 В и подают кислород. Формируют нанокристаллическое покрытие из оксида алюминия осаждением потока частиц из плотной газометаллической плазмы на поверхность изделия. Обеспечивается повышение качества покрытия. 4 ил., 1 пр.
Способ низкотемпературного нанесения нанокристаллического покрытия из альфа-оксида алюминия // 2676719
Изобретение относится к способу получения нанокристаллического покрытия из альфа-оксида алюминия с высокой скоростью при пониженной температуре. Способ включает нанесение на поверхность изделия изоструктурного подслоя из оксида хрома, нагрев изделия, плавление и испарение алюминия и осаждение покрытия на поверхность изделия в кислородно-аргоновой плазме разряда в условиях ионной бомбардировки. Концентрация аргон-кислородной плазмы и скорость испарения алюминия регулируют независимо и в широких пределах изменением распределения тока между анодом-тиглем, в котором происходит плавление и испарение алюминия, и полым анодом-ионизатором, через который напускают кислород. Формирование покрытий со структурой альфа-оксида алюминия достигают тем, что при заданном значении скорости испарения алюминия устанавливают величину потенциала смещения на изделиях и ток в цепи анода-ионизатора, при которых обеспечивается требуемая для формирования нанокристаллической альфа-фазы оксида алюминия плотность тока и энергия ионов на поверхности растущего покрытия. Для формирования покрытия со структурой альфа-фазы оксида алюминия со скоростью 3-5 мкм/ч при температуре изделия 600оС температура поверхности расплава составляет 950-1000оС при плотности ионного тока и потенциале смещения в диапазоне 3-10 мА/см2 и 25-200 В, соответственно. 2 ил.
Изобретение относится к области нанесения покрытий из аморфного оксида алюминия на изделия из металла и диэлектриков и может быть использовано в различных областях науки и техники. Способ нанесения покрытия из аморфного оксида алюминия реактивным испарением алюминия осуществляют следующим образом. В рабочей камере прикладывают напряжение и зажигают тлеющий разряд между самонакаливаемым полым катодом, через полость которого подают поток аргона, и полым анодом, помещенным внутрь экрана, имеющего плавающий потенциал. В полости анода размещают навеску алюминия и используют его в качестве тигля, разогревают самонакаливаемый полый катод увеличением тока разряда до температуры, обеспечивающей переход тлеющего разряда в режим горения с двойным электрическим слоем пространственного заряда на входе в полый анод, и проводят очистку поверхности подложки, установленной напротив апертуры полого анода, распылением ионами аргона. Затем в рабочую камеру подают кислород и увеличивают ток разряда до значений, обеспечивающих разогрев и испарение алюминия с ионизацией его паров потоком ускоренных в двойном электрическом слое электронов и формированием потока ионов испаряемого алюминия, ускоренных до энергии 10-100 электрон-вольт в направлении подложки, с обеспечением формирования в среде, содержащей кислород и пары алюминия, покрытия из аморфного оксида алюминия. Обеспечивается получение высококачественного диэлектрического оксидного покрытия из аморфного оксида алюминия при регулируемой в широких пределах скорости нанесения. 1 ил.
Изобретение обеспечивает генерацию плотной объемной импульсной плазмы и может быть использовано для интенсификации процессов взаимодействия частиц в объеме и одновременного ограничения температуры поверхности изделий, нагреваемых ионным потоком из плазмы. Способ генерации плотной объемной импульсной плазмы основан на возбуждении разряда с самонакаливаемым полым катодом в газоразрядной системе источника электронов с плазменным эмиттером и формировании широкого электронного пучка, ионизирующего и возбуждающего газ в объеме. Разряд с самонакаливаемым полым катодом зажигают в импульсно-периодическом режиме, при этом сочетание параметров режима (амплитуда, длительность и частота повторения импульсов) выбирают таким образом, чтобы приращение температуры эмитирующей поверхности полого катода за время импульса (Tmax-Tmin) обеспечивало требуемую величину импульсного тока термоэмиссии катода, а отвод тепла в объем полого катода и излучение с его внешней поверхности за время паузы не привели к снижению температуры эмитирующей поверхности полого катода ниже минимального уровня Tmin, обеспечивающего минимальный стартовый ток термоэмиссии для развития разряда при подаче импульса напряжения, причем значения температур определяются из соотношения Ричардсона-Дэшмана Imax=AT2maxexp(-eϕ/koTmax)S1и Imin=AT2minехр(-eϕ/koTmin)S1, длительность импульса t и частота повторения импульсов f определяются из соотношений (Tmax-Tmin)=(2q/λ)(αt/π)1/2, q=k1UIImax/S1, k1ImaxU⋅f⋅t~k2σT4minS2, где Imax, Imin - требуемая амплитуда тока и минимальный стартовый ток термоэлектронной эмиссии катода, S1, S2 - площадь эмитирующей и внешней поверхности полого катода, А - термоэлектрическая постоянная, Tmax, Tmin - максимальная импульсная и минимальная стартовая температура полого катода, еϕ - работа выхода электронов из материала полого катода, е - заряд электрона, ko - постоянная Больцмана, q - импульсная плотность мощности, выделяющейся на эмитирующей поверхности полого катода, λ и α - коэффициенты теплопроводности и температуропроводности материала полого катода соответственно, π=3,14; k1 - доля ионного тока в общем токе на полый катод, U - напряжение горения импульсного разряда; k2 - коэффициент излучения (степень черноты) внешней поверхности полого катода, σ - постоянная Для нанесения покрытий в плазме электронного пучка могут быть использованы совместно с электронным источником распылительная система, формирующая поток атомов в направлении обрабатываемых изделий, а также плазмохимические реакции с участием компонентов газовой смеси, активируемой низкоэнергетическим электронным пучком. Технический результат - повышение эффективности возбуждения и ионизации газа и обеспечение возможности изменять структурно-фазовое состояние и функциональные характеристики изделий. 6 ил.
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ САМОНАКАЛИВАЕМОГО ПОЛОГО КАТОДА ИЗ НИТРИДА ТИТАНА ДЛЯ СИСТЕМ ГЕНЕРАЦИИ ПЛАЗМЫ // 2619591
Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано в газоразрядных устройствах с самонакаливаемым полым катодом. Способ изготовления самонакаливаемого полого катода из нитрида титана для систем генерации плазмы включает формирование трубчатого изделия из смеси порошков, содержащей нитрид титана, 10 вес.% титана, не более 2 вес.% пластификатора поливинилбутираля, импульсным или статическим прессованием, экструзией, шликерным литьем или альтернативным способом, отжиг трубчатого изделия в вакуумной печи в потоке азота при давлении 1 Па при температуре 500°С в течение 1 ч для термического разложения пластификатора и удаления продуктов разложения из объема трубчатого изделия, установку трубчатого изделия в качестве катодного электрода в электроразрядную систему, содержащую анодный электрод, постоянную прокачку азота через трубчатое изделие, приложение между анодом и трубчатым изделием напряжения и зажигание тлеющего разряда между трубчатым изделием и анодом, ток которого постепенно увеличивают по мере прекращения дугообразования, что обеспечивает удаление поверхностных загрязнений и рост температуры трубчатого изделия, переход разряда в термоэмиссионный дуговой режим и нагрев катода до температуры 2000°С. Выдержка сформованного трубчатого изделия в плазме собственного разряда в качестве катодного электрода при работе в термоэмиссионном дуговом режиме обеспечивает его твердофазное спекание и формирование самонакаливаемого полого катода из нитрида титана с высокой плотностью, термоэмиссионными свойствами и повышенным ресурсом. 3 ил.
Изобретение относится к области получения нанокомпозитных покрытий и может быть использовано при создании оптических и микроэлектронных устройств и материалов с повышенной коррозионной стойкостью и износостойкостью. Способ получения на изделиях из твердых сплавов двухфазного нанокомпозитного покрытия, состоящего из нанокластеров карбида титана, распределенных в аморфной углеводородной матрице, включает нанесение адгезионного подслоя из титана или хрома, магнетронное распыление титановой мишени в газовой смеси ацетилена и аргона при давлении 0,01-1 Па и осаждение распыленных частиц мишени и углеродсодержащих радикалов на поверхность изделия в сочетании с бомбардировкой поверхности ионами, ускоренными напряжением смещения, при этом перед нанесением адгезионного подслоя поверхность изделия подвергают очистке ионами аргона из плазмы, генерируемой электронным пучком, а в процессе нанесения покрытия газовую смесь активируют воздействием пучка электронов с энергией 100 эВ. Изобретение направлено на повышение адгезии покрытия и микротвердости получаемых изделий, а также на обеспечение высокой эффективности использования ацетилена в процессе нанесения покрытия. 1 пр., 2 ил.
ИОННЫЙ ИСТОЧНИК С ХОЛОДНЫМ КАТОДОМ // 2299489
Изобретение относится к технике получения плазмы и генерации ионных пучков с большим током
