Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Powiadomienia systemowe

Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: IBSD

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Stress Analysis of Silicon-Titanium Coating Created by Ion Beam Sputter Deposition

Rońda J, Rajchel W., Wojnarowski P.

Computer Methods in Materials Science

2009

Vol. 9, No. 1

110-116

The aim of this paper is to evaluate stress in Si-Ti coating created by the ion beam sputter deposition (IBSD) process and to verify the numerical solution against the experimental results. The numerical model of IBSD consists of two sub-models for ? elastic collisions of substrate atoms with ion impinging into the substrate, ? coating structure created in the frame of molecular dynamic simulation. Two programs: TRIM and TRIDYN, are used. These programs are applied at the first stage of calculations based on binary collision approximation (BCA) with Monte Carlo algorithm and neglecting plastic effects. The energy loss for impinging ions appears because of their collisions with substrate atoms and appearance of a scattering angle for both particles. The energy losses are evaluated in each iteration of BCA. The density profile in respect of coating depth is calculated by using TRIDYN. On the basis of the density profile, the structure of coating can be determined from the Cerius2 program by using models of molecular dynamics. Following this, stress in the coating can also be evaluated. Macroscopic properties are computed on the basis of thermodynamic NVT ensemble. The coating process is controlled by parameters such as: a beam current of sputtered atoms, temperature of a substrate, and time. The energy of sputtering beam is assumed as 15keV.

Artykuł ten poświęcony jest analizie naprężeń wewnętrznych wygenerowanych w powłoce krzemowej w czasie nakładania warstwy metodą rozpylania jonowego (NWMPJ), która została wykorzystana do wytworzenia powłoki tytanowej na powierzchni próbki wykonanej z krzemu. Warstwa pośrednia jest mieszaniną krzemu i tytanu i ma większą gęstość niż podłoże krzemowe. Naprężenie w warstwie przejściowej trudno jest zmierzyć ale można je obliczyć metodami numerycznymi. Łatwiejszym zadaniem jest zmierzenie różnicy naprężeń między warstwą pośrednią i krzemowym podłożem, co można wykonać przy użyciu mikro-spektroskopu Ramana. Model numeryczny NWMPJ można przedstawić jako proces złożony z dwóch części: modelu sprężystych zderzeń atomów podłoża z jonami penetrującymi podłoże i modelu tworzenia struktury powłoki. Przestawiony problem można numerycznie rozwiązać przy użyciu dwóch programów: SRIM i TRYDYN. Pierwsza część rozwiązania bazuje na obliczeniach sprężystych zderzeń dwu-cząsteczkowych (SZD), gdzie wykorzystano metodę Monte Carlo. Energia jonów penetrujących podłoże jest rozpraszanaj skutek zderzeń z kolejnymi atomami podłoża. W następstwie tego można obserwować zmiany kąta rozpraszania dla cząstek. W każdej iteracji SZD oblicza się stratę energii cząstki atakującej. Rozkład gęstości warstwy pośredniej oblicza się w programie TRIDYN. Na podstawie tego rozkładu można określić strukturę powłoki używając programu Cerius2, gdzie wykorzystano modele dynamiki molekularnej. Wyniki tych obliczeń pozwalają na określenie naprężeń wewnętrznych w powłoce. Makroskopowe właściwości próbki Si-Ti określa się numerycznie przyjmując, że energia układu termodynamicznego w czasie obróbki warstwy wierzchniej zmienia się ale objętość układu jest stała. Taki układ termodynamiczny jest znany jako układ kanoniczny NVT (ciężar molowy (N), objętość i temperatura (T)), gdzie energia procesów endotermicznych i egzotermicznych jest wymieniana z termostatem (termostat Nose-Hoovera i dynamika Langevina). Proces powlekania jest kontrolowany przez następujące parametry: strumień rozpylonych atomów, temperatura podłoża i czas. Założono, ż energia strumienia rozpylonych atomów jest równa 15 keV.

Powłoki węglowe nanoszone dwuwiązkową metodą IBAD

Rajchel B., Wantuch E., Proniewicz L.M., Mitura M., Lekka M., Burakowski T.

Problemy Eksploatacji

2004

nr 3

59-66

Powłoki budowane na bazie węgla, a w szczególności powłoki typu DLC (Diamond Like Carbon) oraz ta-C, charakteryzują się właściwościami fizycznymi, chemicznymi oraz mechanicznymi zbliżonymi niekiedy do własności diamentu. Powłoki te, nanoszone między innymi na współpracujące powierzchnie główki oraz panewki endoprotezy stawu biodrowego, ze względu na twardość, właściwości chemiczne oraz biozgodność mogą znacznie wydłużyć ich czas pracy w organizmie człowieka [1, 2, 3]. Jednak właściwości fizyczne, chemiczne, mechaniczne oraz biozgodność powłok węglowych w istotny sposób zależą od metody zastosowanej do ich nanoszenia. Szczególnie interesujące własności mechaniczne posiadają powłoki formowane metodami jonowymi takimi jak technika IBAD (Ion Beam Assisted Deposition) czy też technika IBSD (Ion Beam Sputter Deposition). Powłoki takie charakteryzują się szeroką warstwą przejściową do pokrywanego podłoża, gładkością i niskim współczynnikiem tarcia. Mikrostruktura tych powłok jest jednak znacznie bardziej złożona niż powłok najczęściej nanoszonych metodami CVD (Chemical Vapour Deposition). Prezentowana praca przedstawia zastosowanie dwuwiązkowej metody IBAD do nanoszenia powłok węglowych oraz wyniki wybranych analiz mikrostruktury i właściwości tego typu powłok.

Thin coating layers, based on carbon, especially DLC (Diamond Like Carbon) and ta-C, have physical, chemical and mechanical properties close to diamond properties. By this reason carbon coatings, formed for protection of endoprostheses can extend a time of work of endoprostheses in human body [1, 2, 3]. Unfortunately, physical, chemical, mechanical and biocompatible properties of carbon coating layers are determined by method used for their formation. Especially, carbon coating layer formed by ion methods, such as the IBAD (Ion Beam Assisted Deposition) or IBSD (Ion Beam Sputter Deposition), have very good mechanical properties. Carbon coatings formed by dual beam IBAD technique have excellent adhesion to substrate and low friction coefficient. The microstructure of IBAD carbon coatings are more complex then layer formed by CVD (Chemical Vapour Deposition) techniques. In this paper the application of the dual beam IBAD method for carbon layer creation is described. Some experimental results obtained for carbon coatings are presented.