Разработка нанесения защитно-декоративного покрытия на металлы методом элетронно-лучевого напыления

ВВЕДЕНИЕ 3
Принцип действия электронно-лучевого испарителя. 14
Выбор метода нанесения пленок. 21
Физические основы электроннолучевой обработки. 23
1.1.Получение свободных электронов. 23
1.2.Ускорение электронов. 24
1.3.Управление электронным лучом. 25
1.4.Вакуум как необходимый фактор электронно-лучевой технологии. 26
1.5.Взаимодействие электронного луча с веществом. 26
Расчёты электронно-лучевой пушки. 28
1.1. Расчёт катода. 28
1.2. Расчет параметров фокусирующей катушки. 35
Практическая часть. 37
Технологический процесс напыления в вакууме. 37
Star ccm+ и расчёты температурных полей. 39
Заключение. 40
Список литературы. 40

Весь текст будет доступен после покупки

Существующие способы напыления износостойких покрытий, такие как нанесение плёнки физическим или химическим методом, лазерное, плазменное и ионно-плазменное напыление, имеют один большой недостаток – сложность или невозможность напыления плёнок на поверхности со сложными формами. Следствием этого выявляется разная глубина проникновения плёнки в основной металл и разная толщина наносимого покрытия, что означает снижение различных характеристик обрабатываемой детали. Одним из современных и наиболее перспективных методов нанесения плёнок является конденсация различных материалов в вакууме, которая в соответствии с мировой классификацией звучит как РVD (Физическое осаждение из паровой фазы). Данная технология позволяет наносить смешанные покрытия из различных материалов - металлов, сплавов, металлокерамики, расчитанный для защиты рабочих поверхностей деталей от износа и окисления, воздействий внешней среды, для повышения теплоотражения и т.д.

Весь текст будет доступен после покупки

Принцип действия электронно-лучевого испарителя.
Для формирования потока электронов существует электронная пушка имеющая в своей конструкции вольфрамовый термокатод и фокусирующую систему.

Рис.3. Электронная пушка.

Эмитируемые электроны пролетают эту систему, разгоняются за счет разности потенциалов до 10 кВ между катодом и анодом и собирается в электронный луч. Отклоняющая установка создает магнитное поле, перпендикулярное направлению полёта выходящих из собирающей системы пушки электронов. Это поле направляет электронный пучок в центральную часть тигля охлаждаемого водой, причем в место падения пучка возникает локальная зона нагрева и испарения материала из жидкой фазы. Поток испарившегося материала напыляется в виде тонкой пленки на подложке, которая всегда располагается на определенном расстоянии над пушкой. Изменяя ток в катушке электромагнита, управляющего поворачивающей системой, можно выполнять сканирование пучка вдоль тигля, что не допускает образование «кратера» в испаряемом веществе. В электронной установке свободные электроны эмитируются с поверхности катода и собираются под действием ускоряющих и фокусирующих электростатических и магнитных полей в пучок, который через выходное отверстие выводится в вакуумную камеру. Для направления электронного пучка к тиглю с испаряемым веществом и обеспечения его нужных параметров используют в основном магнитные фокусирующие линзы и системы. Беспрепятственное прохождение такого пучка к тиглю возможно только в высоком вакууме. За счет обстрела поверхности электронным лучом материал плавится и достигает температуры, при которой он испаряется с нужной скоростью. В образовавшийся поток распыляемого вещества ставится подложка, на которую конденсируется испаряемый материал. Испарительная установка дополнено установками измерения и контроля, что важно для управления электронным пучком в процессе напыления. Иногда для простоты электронный пучок направляют на испаряемый материал вертикально сверху или под косым углом к поверхности. Генераторы длиннофокусного электронного луча применяются для фокусировки луча и получения необходимой удельной мощности на
поверхности вещества. Существенными минусами такой конструкции являются возможность напыление на детали электронно-оптической системы, что приводит к изменению показателей электронного пучка, и ограничение сфокусированной полезной площади для размещения подложки из-за загораживания части вакуумной камеры пушкой. От этих минусов можно избавится, расположив пистолет горизонтально, а отклонение электронного пучка на испаряемый материал происходит с помощью систем, разворачивающих пучок на угол до 270°. Как правило, электронно-лучевая пушка (рис.3,4) состоит из трех основных частей: электронной пушки, управляющей системы и водоохлаждаемого тигля различного объёма (7, 13, 15, 18, 25, 40 и 156 см^3 ).

Весь текст будет доступен после покупки

1)https://vuzlit.com/39744/ustanovka_vakuumnogo_napyleniya - установки вакуумного напыления;
2)Юшков Юрий Георгиевич Электронно-лучевое нанесение многофункциональных – диссертация;
3) https://echemistry.ru/literatura/stati/tehnologiya-vakuumnogo-napyleniya.html - электрохимический портал;
4) https://studfile.net/preview/2493752/ - физические основы электронно- лучевой обработки;
5) https://studfile.net/preview/2493752/page:5/ - электронно лучевое нанесение вакуумных покрытий;

Весь текст будет доступен после покупки