Graphite-like and polymer-like carbon films formation from Graphite-like and polymer-like carbon films formation from Ar/C2H2 at atmospheric pressure by plasma jet

• Autorzy: Grigonis A. , Marcinauskas L. , Valinčius V.

Warianty tytułu

PL

Tworzenie grafito- i polimeropodobnych cienkich powłok węglowych z Ar/C2H2 przy użyciu strumienia plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A carbon films were deposited on the steel substrates from argon-acetylene gas mixture at atmospheric pressure by plasma jet chemical vapor deposition. The Ar/C2H2 gas volume ratio was 150:1, while the distance between plasma torch nozzle exit and the samples was 0.005-0.02 m. Scanning electron microscopy analysis revealed that the growth rate and surface roughness of the coatings increases with the distances. The hydrogen and oxygen concentrations (RBS, ERD data) in the films increase with the increase of the deposition distance. Raman spectroscopy indicated that the film prepared at 0.005 m has the highest sp3 C-C fraction, while the coating deposited at 0.02 m consist from polymeric CHx bonds.

PL

Na substratach stalowych osadzano powłoki węglowe z gazowej mieszaniny argonu i-acetylenu poprzez wspomagane plazmowo chemiczne osadzanie z fazy gazowej przy ciśnieniu atmosferycznym. Stosunek objętościowy gazów w Ar/C2H2 wynosił 150:1, a odległość pomiędzy wylotem palnika plazmowego i próbkami – 0,005-0,02 m. Skaningowa mikroskopia elektronowa wykazała, że szybkość wzrostu i szorstkość powłok rosną wraz z odległością. Koncentracje wodoru i tlenu (dane RBS i ERD) w powłokach rosną wraz ze wzrostem odległości osadzania. Spektroskopia ramanowska wykazała, że powłoka osadzona z odległości 0,005 m miała najwyższą zawartość sp3 C-C , podczas gdy powłoka osadzona z odległości 0,02m składała się z polimerowych wiązań CHx.

Słowa kluczowe

EN

plasma jet; acetylene; argon; carbon films

PL

argon; powłoki węglowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 86, nr 7
• Strony: 72--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Grigonis A.

autor

Marcinauskas L.

autor

Valinčius V.

• Physics Department, Kaunas University of Technology, Studentu 50, LT-51368, Kaunas, Lithuania,

Bibliografia

• [1] Robertson J., Diamond-like Amorphous Carbon, Mater. Sci. Eng. B, 37 (2002), 129-281
• [2] Terrones, M., Science and Technology of the Twenty-First century; Synthesis, Properties, and Applications of Carbon Nanotubes, Annu. Rev. Mater. Res., 33 (2003), 419-501
• [3] Bhushan B., Chemical, Mechanical and Tribological Charactrization of Ultra-thin and Hard Amorphous Karbon Coatings as Thin as 3.5 nm: Recent Developments, Diamond Relat. Mater., 8 (1999), 1985-2015
• [4] Clin M., Durand-Drouhin O., Zeinert A., Picot J.C., A Correlation Between the Microstructure and Optical Properties of Hydrogenated Amorphous Carbon Films Prepared by RF Magnetron Sputtering, Diamond Relat. Mater., 8 (1999), 527-531
• [5] Louh, S. P., Wong, C. H., Hon, M.H., Effects of Acetylene on Property of Plasma Amorphous Carbon films, Thin Solid Films, 498 (2006), 235-239
• [6] Grigonis A., Šablinskas V., Šilinskas M., Tribandis, D., The Role of Hydrogen in a-C:H Films Deposited from Hexane or Acetylene Using Direct Ion Beam Deposition Method, Vacuum, 75 (2004), 261-267
• [7] Asmussen J., Reinhard D., Diamond Thin Films Handbook, Marcel Dekker Incorporated, New York, (2002) 656
• [8] Takikawa H., et al., Fabrication of single-walled carbon nanotubes and nanohorns by means of a torch arc In open air, Physica B: Cond. Matter, 323 (2002), 277-279
• [9] Tang W. , Zhu C., Yao W., Wang Q., Li C., Lu F., Nanocrystalline Diamond Films Produced by Direct Current Arc Plasma Jet Process, Thin Solid Films, 429 (2003), 63-70
• [10] Zaharia T., Sullivan J. L., Saied S. O., Bosch R. S. M., Bijker M. D., Fast Deposition of Diamond-like Hydrogenated Carbon Films, Diamond Relat. Mater., 16 (2007), 623-629
• [11] Marcinauskas L., Grigonis A., Valinčius V., Valatkevičius P., Surface and Structural Analysis of Carbon Coatings Produced by Plasma Jet CVD, Materials science, 13 (2007), 269-272
• [12] Pereira L., Pereira E., Cremades A., Piqueras J., Jimenez J. , Bielza J.M., Characterisation of Different Habits in Torch-flame Grown Diamonds and Diamond-like Films, Diamond Relat. Mater. 8, (1999), 1333-1341
• [13] Benedikt J., Woen R.V., van Mensfoort S.L.M., Perina V., Hong J., van de Sanden M.C.M., Plasma Chemistry During the Deposition of a-C:H Films and its Influence on Film Properties, Diamond Relat. Mater., 12, (2003), 90-97
• [14] Marcinauskas L., Grigonis A., Valinčius V., Influence of Ar/C2H2 Ratio on the Structure of Hydrogenated Carbon Films, J. Non-Cryst. Solids, (2009). (in press) doi:10.1016/j.jnoncrysol.2009.05.009
• [15] Akdogan E., Cokeliler D., Marcinauskas L., Valatkevičius P., Valinčius V., Mutlu M., A New Method for Immunosensor Preparation: Atmospheric Plasma Torch, Surf. Coat. Technol., 201 (2006), 2540-2546
• [16] Neyts E., Bogaerts A., van de Sanden M.C.M., Effect of Hydrogen on the Growth of Thin Hydrogenated Amorphous Carbon Films from Thermal Energy Radicals, Appl. Phys. Lett., 88 (2006), 141922