Сучасна електрометалургія, 2015, №04



2015 №04 (06)

DOI of Article 10.15407/sem2015.04.07

2015 №04 (08)

---

Современная электрометаллургия, 2015, #4, 47-51 pages
 

Адгезия толстых углеродных пленок, полученных электронно-лучевым испарением углерода

Ю.А. Курапов, В.В. Борецкий

Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
 
Abstract
 
Изучена макрокартина формирования толстых углеродных покрытий, полученных с помощью отраженного парового потока углерода при испарении его через жидкую ванну вольфрама. Установлено, что толстые углеродные пленки, полученные электронно-лучевым испарением углерода, в диапазоне температур конденсации 100…500 ^оС формируются в виде плоского углеродного материала, склонного к расслоению. Зафиксировано, что вследствие структурных особенностей формирования графитовых плоскостей при данных температурах, материал углеродной пленки склонен к сворачиванию в трубки в диапазоне температур 200…300 ^оС. Показано, что только тонкие углеродные пленки (0,3…0,8 мкм) имеют адгезию с полированной поверхностью различных подложек (стекло, кремний, нержавеющая сталь) в исследуемом интервале температур. С увеличением толщины (0,8…5,0 мкм) уровень внутренних напряжений в материале из-за склонности его к сворачиванию в трубки, превышает уровень адгезии пленки к поверхности подложки. Поэтому при температурах 100…300 ^оС пленка отслаивается и, осыпаясь, скручивается в трубки. Отмечено, что при температурах 300…450 °С пленка опять частично удерживается на поверхности подложки, что свидетельствует о снижении уровня внутренних напряжений, срывающих пленку. Библиогр. 7, табл. 1, ил. 4.
 
Ключевые слова: электронно-лучевое испарение; углерод; толстые углеродные пленки; расслоение; сворачивание в трубки; адгезия; уровень внутренних напряжений
 
Received:                28.07.15
Published:               25.12.15
 
 
References
 

1. Раков Э.Г. Методы получения углеродных нанотрубок // Успехи химии. — 2000. — 69, № 1. — С. 41–59.
2. Елецкий А.В. Углеродные нанотрубки // Там же. — 1997. — 167, № 9. — С. 945–972.
3. Condensed-phase nanotubes / W.K. Hsu, J.P. Hare, M. Terrones et al. // Nature. — 2002. — 377. — P. 687. https://doi.org/10.1038/377687a0
4. Catalytic growth of carbon microtubules with fullerene structure/ M. Jose-Yacaman, M. Miki-Yoshida, L. Rendon, J.G. Santiesteban // Appl. Lett. — 1993. — 62. — P. 657.
5. Чуйков Ю.Б., Мовчан Б.А., Гречанюк Н.И. Некоторые закономерности электронно-лучевого испарения углерода через расплавленную вольфрамовую ванну // Спец. электрометаллургия. — 1987. — Вып. 63. — С. 43–48.
6. Мовчан Б.О., Курапов Ю.А., Крушинская Л.А. Исследование некоторых закономерностей электронно-лучевого испарения и конденсации углерода // Пробл. спец. электрометаллургии. — 2007. — № 1. — С. 8–10.
7. Курапов Ю.А., Мовчан Б.О. Электронно-лучевой метод испарения графита и получение конденсатов свободных от примесей вольфрама // Там же. — 2007. — № 3. — С. 17–19.