Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 12

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  RF PECVD
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
The paper presents the analysis of formation of interfacial layer during deposition of diamond like carbon film (DLC) on the 316L stainless steel by capacitive plasma discharge in the CH4 atmosphere. The structure of the interfacial layer of DLC film was strongly affected by the temperature increase during the initial stages of the process. Initially, thin interfacial layer of 5 nm has been formed. As the temperature had reached 210°C, the second phase of the process was marked by the onset of carbon atoms diffusion into the steel and by the interface thickness increase. Finally, the growth of chromium carbide interface, the upward diffusion of chromium and nickel atoms to film, the etching and the decrease of the DLC film thickness were observed at 233°C. These investigations were carried out ex-situ by spectroscopic ellipsometry, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy and Raman spectroscopy.
EN
In this study, the authors deposited silicon oxynitride films by Radio Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (RF PECVD) method. The research explores the relationship between the deposition process parameters and the optical properties of the deposited SiOxNy films. The optical constants of SiOxNy films were measured and calculated by spectroscopic ellipsometry method. Additionally, the authors investigated the possibility of controlling the deposited film composition by the flow ratio of different gaseous precursors: ammonia (NH3), diluted silane (2%SiH4 /98%N2), nitrous oxide (N2 O) and nitrogen (N2). The gas mixture introduced to the working chamber during the growth of the film has the influence on the Si–O and Si–N bonds formation and the ratio between these bonds determines the refractive index of the deposited film.
EN
This paper presents the results of nanohardness measurements of silicon nitride (SiNx) and two types of diamond-like carbon films (DLC) deposited by radio-frequency plasma enhanced chemical vapor deposition (RF PECVD) method. In order to accurately determine hardness of SiNx and DLC films two approximation methods have been applied, where first includes an effect of the substrate (layer/substrate system), and the second takes into account an additional silicon dioxide (SiO2) interlayer (layer/SiO2/substrate system). In this work thickness and roughness of the films has also been investigated. The study has shown that the DLC films are slightly harder than SiNx films.
PL
Praca ta dotyczy badań twardości warstw azotku krzemu (SiNx) oraz warstw diamentopodobnych (DLC, ang, diamond-like carbon films) osadzanych metodą chemicznego osadzania z fazy lotnej wspomaganego plazmą. W celu dokładnego wyznaczenia twardości warstw SiNx i DLC zastosowano dwa rodzaje metod aproksymacji wyników pomiarów metodą nanoindentacji. Pierwsza z nich uwzględniała jedynie wpływ podłoża (warstwa/podłoże) natomiast w drugiej metodzie uwzględniono także wpływ dodatkowej warstwy SiO2 (tlenku krzemu) (warstwa/SiO2/podłoże). W niniejszej pracy badane były również grubość oraz chropowatość warstw. Badania wykazały, że warstwy DLC są nieco twardsze od warstw SiNx.
PL
W ramach pracy wykorzystano metodę RF PECVD (Radio Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition) do wytworzenia powłok TiO2-Ag. Domieszkowanie ditlenku tytanu srebrem miało na celu intensyfikację właściwości fotokatalitycznych i bakteriobójczych wykazywanych przez ten materiał. Związkiem wyjściowym jonów srebra był acetyloacetonian srebra. Kontrola jego temperatury umożliwiła wytworzenie na podłożach krzemowych powłok o różnej zawartości srebra. Ze względu na to, że korzystny wpływ jonów srebra na powłokę TiO2 występuje przy ich niskim stężeniu, sterowano temperaturą sublimatora w taki sposób aby zawartość Ag w powłoce nie przekraczała kilku procent. Tak wytworzone powłoki zbadano na spektrometrze EDX (Energy Dispersive X-Ray) pod kątem składu chemicznego. Analiza wyników dostarcza informacji o wprost proporcjonalnym wzroście udziału atomów Ag do wzrostu temperatury ich związku wyjściowego. Po naświetleniu powłok światłem z zakresu UV określono wartość fotozwilżalności przez wodę oraz przeżywalności bakterii E. coli na ich powierzchni. Z badań kąta zwilżania wynika, że zaledwie kilkuminutowe naświetlanie promieniowaniem UV może wystarczyć do uzyskania przez powłokę właściwości superhydrofilowych. Najsilniejszą zwilżalność powierzchni wykazuje powłoka o najmniejszej zawartości srebra (0,03%). W przypadku badań bakteriobójczych czas naświetlania (2 lub 4 min.) promieniowaniem UV nie wpływa w sposób istotny na wartość przeżywalności bakterii. Bardziej istotnym czynnikiem jest zawartość srebra w powłoce - zbyt duża ilość powoduje obniżenie właściwości bakteriobójczych.
EN
In present work RF PECVD (Radio Frequency Chemical Vapour Deposition) technique was used to prepare TiO2-Ag coatings. The purpose of preparing silver doped titanium dioxide coatings was to step up photocatalytic and antibacterial properties of this substance. Silver acetylacetonate was the precursor of silver ions. Thanks to temperature control it was possible to prepare coatings of different Ag contain at silicon substrates. The temperature was controlled so that not to exceed a few percentage amount of silver in the coating, because its favourable influence on TiO2 coatings exists when concentration of silver ions is low. Coatings were examined under EDX (Energy Dispersive X-Ray) spectrometer to check atomic contain of elements. The results show that the percentage of Ag atoms increases directly proportionally to the temperature increase of its precursor. After exposition to UV radiation the water photo hydrophillic and bactericidal properties of coatings were measured. The water contact angle measurements have shown that super hydrophillic properties were obtained just after few minutes of UV radiation exposition. The coating of lowest silver contain (0,03%) exhibit the lowest water contact angle. In case of bactericidal studies the time of UV radiation (2 or 4 minutes) does not influence much the bacteria survival rate. Silver content is a more important factor - to big amount causes decreasing of antibacterial properties of the coating.
PL
Celem pracy była ocena wpływu modyfikacji plazmo-chemicznej sproszkowanego ditlenku tytanu (TiO2) na zmianę jego zwilżalności, właściwości mechanicznych oraz szybkości fotodegradacji polimeru syntetycznego z dodatkiem TiO2. Użyto komercyjny ditlenk tytanu - Aeroxide P25. Modyfikacja przeprowadzona była w plazmie metanowej w zakresie mocy wyładowania jarzeniowego od 20 do 200 W, przy stałym przepływie metanu i czasie trwania procesu. Badania zwilżalności dowiodły, że proszki modyfikowane wykazują zmniejszającą się tendencję do sorpcji wody, osiągając wartość progową przy mocy 100 W, po przekroczeniu której ich zdolność do pochłaniania wody znacznie wzrastała. Mieszanki polistyrenu (PS) wykonane zostały przy dwóch stężeniach TiO2 2 i 6%. Do badań użyto TiO2 modyfikowanego przy mocy 40 i 100 W. Zaobserwowano zwiększenie wytrzymałości na zerwanie dla kompozytu TiO2+PS w porównaniu do czystego PS. Z kolei modyfikacja przy mocy 100 W poprawiła znacznie właściwości mechaniczne w porównaniu do niemodyfikowanego TiO2. Przeprowadzony proces fotodegradacji dowiódł, że mieszanina modyfikowanego TiO2+PS przy mocy 100W wykazała najsilniejszy efekt degradacji ujawniający się największym ubytkiem masy po naświetlaniu światłem z zakresu UV-B w stosunku do niemodyfikowanego TiO2+PS.
EN
The aim of the work was an assessment of the effect of plasma chemical modification of titanium dioxide (TiO2) powder on its wettability as well as on mechanical properties and rate of photodegradation of TiO2 filled synthetic polymer. As a filler, a titanium dioxide powder Aeroxide P25 was used. Filler modification was carried out in methane plasma using the glow discharge power of 20-200 Watt and a constant methane flow rate and process duration. Wettability measurements showed that plasma modified powders had a decreasing tendency towards water sorption, however, only to a power threshold of 100 Watt, above which their sorption ability substantially increased. Polystyrene blends (PS) with TiO2 at two concentrations, namely those of 2% and 6%, were prepared. Titanium dioxide filler samples modified at the power level of either 40 Watt or 100 Watt were used for testing. An increase of tensile strength of a TiO2/PS composite, with respect to plain PS, was observed. On the other hand, plasma modification of the filler, carried out at 100 Watt, substantially improved mechanical properties of the composites, compared to those filled with a nonmodified material. Photodegradation studies showed the strongest effect, consisting in the largest loss of mass following an exposure to UV-B radiation, for the samples of PS filled with TiO2 modified at 100 Watt.
EN
For many years, research on carbon films has been stimulated by the need to simultaneously optimize their biological and mechanical properties and by the challenges related to their deposition on medical implants. The residual mechanical stress occurring inside deposited films is the most important mechanical parameter which leads to the total destruction of these films by cracking and peeling. In the present work, we systematically studied the effect of ion bombardment during the process of radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition (RF PECVD) by monitoring the temperature distribution on a cannulated screw using the infrared technique. The obtained experimental and finite element modeling (FEM) results show that stresses in carbon films deposited on a cannulated screw are quite inhomogeneous and depend on the geometry of the sample and the relative position of the studied contact area between the substrate/film interface and the surface of the film.
PL
Od wielu lat prowadzone są badania mające na celu zredukowanie naprężeń, w węglowych warstwach stosowanych na implanty medyczne, bez pogorszenia własności mechanicznych i biologicznych. Niemniej jednak poznanie mechanizmów wywołujących naprężenia wymaga szczegółowej analizy numerycznej. Wysoka wartość naprężeń mechanicznych występujących w osadzanych warstwach prowadzi poprzez pękanie i odwarstwienie do ich całkowitego zniszczenia, co znacząco organiczna praktyczne wykorzystanie warstw węglowych. W prezentowanej pracy, przeanalizowano wpływ bombardowania jonów podczas procesu plazmochemicznego (RF PECVD) na rozkład temperatury na powierzchni śruby ortopedycznej przy użyciu kamery termowizyjnej. Przeprowadzone eksperymenty i uzyskane rezultaty modelowania (MES) pokazały, ze naprężenia w warstwach węglowych osadzonych na śrubie ortopedycznej sa niejednorodne i zależą od rzeczywistej powierzchni styku pomiędzy podłożem a powłoka jak i geometrii samej próbki.
PL
Niniejsza monografia stanowi zbiór wyników badań i przemyśleń autora, stanowiących jego wkład w wykorzystanie technik numerycznych w inżynierii materiałowej. Obejmuje ona analizę rozkładu naprężeń własnych w powłokach osadzanych metodą RF PECVD, jak i w warstwach azotowanych. Dodatkowo przedstawiony jest wpływ szeregu czynników na wielkość i rozkład naprężeń własnych w analizowanych metodach wytwarzania Technologicznych Warstw Wierzchnich (TWW). Część pierwsza rozprawy, obejmująca rozdziały 1-3, zawiera opis technik wytwarzania TWW i ich wpływ na generowanie naprężeń własnych oraz istniejących metod numerycznych wykorzystywanych w zakresie modelowania naprężeń własnych. Dodatkowo w podrozdziałach przedstawiono analizę metod oraz sposobów doświadczalnych i iteracyjnych wyznaczania naprężeń własnych w analizowanych przez autora TWW. W drugiej części, w rozdziałach 4 i 5, przedstawiono autorskie wyniki badań wyznaczania wielkości i rozkładu naprężeń własnych w powłokach osadzanych metodą RF PECVD, jak i w warstwach azotowanych. W rozdziale 4 zaprezentowano wyniki przedstawiające wpływ zewnętrznie kontrolowanych parametrów (ciśnienie, moc dostarczana do elektrody RF) procesu RF PECVD na zmianę rozkładu temperatury podłoża w trakcie jego trwania. Otrzymane wyniki przy użyciu kamery termowizyjnej posłużyły do stworzenia modelu numerycznego, odtwarzającego rozkład temperatury powierzchni stalowej próbki „zanurzonej” w plazmie, w dowolnej chwili trwania ustalonego procesu RF PECVD. Umożliwiło to przeprowadzenie analizy rozkładu naprężeń własnych w wytworzonych powłokach węglowych osadzanych na stali AISI 316L. Przeanalizowano zarówno próbki płaskie, jak i próbki o skomplikowanej geometrii z bardzo rozwiniętą powierzchnią - wkręt ortopedyczny. W rozdziale 5 scharakteryzowano trójwymiarowy stan naprężeń własnych występujący na przekroju próbki ze stali 42CrMo4 (1.7225) powstały po procesie azotowania niskociśnieniowego. Wyznaczony profil naprężeń własnych wykorzystano w numerycznej symulacji próbek o różnych kształtach, ze szczególnym uwzględnieniem naroży i brzegów próbek. Uzyskane wyniki symulacji porównano z rezultatami badań naprężeń własnych wyznaczonych doświadczalnie metodą Waismana-Phillipsa. W trzeciej części pracy, w rozdziale 6, przeprowadzono prognozowanie trwałości zmęczeniowej elementów po obróbce cieplno-chemicznej na podstawie numerycznej analizy superpozycji naprężeń własnych, wygenerowanych według algorytmu przedstawionego w rozdziale 5, z naprężeniami pochodzącymi od wymuszeń zewnętrznych - procesu zginania. Uzyskane wyniki symulacji numerycznej porównano z rezultatami badań zmęczeniowych przeprowadzonymi na stanowisku do zginania płaskiego. Praca zakończona jest rozdziałami 7 i 8, które stanowią podsumowanie przeprowadzonych symulacji oraz przyszłościowe spojrzenie na proces modelowania numerycznego w inżynierii materiałowej.
EN
This monograph presents an array of research results and insights of the Author which constitute his contribution to the application of numerical techniques in materials engineering. The work contains analysis of the distribution of internal stresses in coatings deposited by the RF PECVD method and in nitrided layers. Furthermore, a number of factors influencing the size and distribution of internal stresses are discussed in the context of the analyzed methods of surface layer formation. The first part of the monograph, consisting of Chapters 1-3, describes surface layer formation techniques and their impact on the generation of internal stresses as well as the existing numerical methods used in internal stress modeling. Additionally, these chapters have been subdivided into sections presenting experimental and iterative methods and techniques used for determining internal stresses in the surface layers analyzed by the Author. The second part (Chapters 4 and 5) presents the results of the Author’s studies into the determination of the size and distribution of internal stresses in coatings deposited by the RF PECVD method as well as in nitrided layers. Chapter 4 contains the results showing the influence of externally controllable RF PECVD process parameters (pressure, power supplied to the RF electrode) on the distribution of substrate temperature throughout the process. The results obtained by means of a thermal imaging camera led to the development of a numerical model of temperature distribution on the surface of a steel sample „submerged” in plasma at any given moment of the RF PECVD process. This made it possible to conduct an analysis of the distribution of internal stresses in carbon coatings deposited on AISI 316L steel. Both flat samples and samples with complicated geometries and very complex surface areas (orthopedic screws) were analyzed. Chapter 5 characterizes the three-dimensional state of internal stresses occurring over the cross-section of a sample made of 42CrMo4 (1.7225) steel following a low-pressure nitriding process. The determined profile of internal stresses was used for numerical simulation of samples of various shapes, with a particular focus on their edges and corners. The present simulation results were compared with the results of studies examining internal stresses experimentally by the Waisman-Phillips method. The third part of this monograph, Chapter 6, presents projections of the fatigue life of elements subjected to thermochemical treatment based on a numerical analysis of superposition of internal stresses generated according to the algorithm given in Chapter 5 and stresses deriving from external forces (the bending process). The results of the numerical simulation were compared with the results of a fatigue study conducted using an in-plane bending facility. The monograph is concluded with Chapters 7 and 8, which summarizes the simulations and offers a forward-looking view of numerical modeling in materials engineering.
PL
Proces plazmochemiczny (plasma enhanced chemical vapor deposition - cPyECVD) w obecności elektrody częstotliwości radiowej (ang. radio frequen- - RF) jest z powodzeniem stosowany w dziedzinach, takich jak trawienie, wytwarzanie cienkich warstw oraz modyfikacja powierzchni. Interakcja pomiędzy plazmą a podłożem jest jednym z najważniejszych czynników determinujących zmiany zachodzące w warstwie powierzchniowej, a tym samym stosowalność procesu RF PECVD. W prezentowanej pracy analizowany jest wpływ zewnętrznie kontrolowanych parametrów tego procesu (ciśnienie, moc dostarczana do elektrody RF) na zmianę rozkładu temperatury podłoża w trakcie jego trwania. Wyniki otrzymane za pomocą kamery termowizyjnej posłużyły do stworzenia modelu numerycznego na bazie metody elementów skończonych (MES), odtwarzającego rozkład temperatury powierzchni stalowej próbki zanurzonej w plazmie, w dowolnej chwili trwania ustalonego procesu RF PECVD.
EN
The radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition (RF PECVD) process is applied in such fields as etching, thin film deposition and surface modification. Plasma-surface interactions are the one of great importance changes in surface layer and the same the applicability of the process RF PECVD. In the present work, we study the pressure and the value of the electrode RF power to substrate temperature distribution monitoring on the cannulated screw using the infrared technique. Obtained experimental and finite element modeling (FEM) results were used to creation of the numerical model reproducibility of distribution of the surface temperature the cannulated screw in any time of the process RF PECVD.
PL
Wysokie naprężenia ściskające występujące w warstwach węglowych znacząco ograniczają ich grubość, gdyż prowadzą do jej delaminacji. W prezentowanej pracy zbadano wpływ ujemnego potencjału autopolaryzacji na wartość naprężeń występujących w warstwach węglowych wytworzonych na tytanowym podłożu podczas procesu RF PECVD. Otrzymane wyniki pokazują, że metoda pomiaru naprężeń oparta na zależności Stoney'a pozwala na dokładne pomiary naprężeń w przypadku warstw osadzanych na wybranym podłożu. Maksimum naprężeń ściskających jest obserwowane dla małych wartości potencjału autopolaryzacji (-300 V) i stale maleje wraz ze wzrostem napięcia. W przedziale od -500 V do -600 V mierzone naprężenia zmieniają się z naprężeń ściskających na rozciągające. Po zmianie znaku naprężenia w warstwie wzrastają wraz z wartością potencjału autopolaryzacji. Wpływ mikrostruktury na naprężenia wewnętrzne w warstwach był analizowany przy użyciu spektroskopii Ramana.
EN
High compressive stress present in carbon films significantly limits their thickness because of delamination. In this work, the effect of substrate bias on the amount of stress in carbon films deposited on titanium substrate by the RF PECVD technique was investigated. The results obtained show that the Stoney formula provides a very convenient and accurate way to measure the stress in the case of films deposited on selected substrates. The maximum of compressive stress is observed at low bias voltage (-300 V) and it steadily decreases with the increasing value of this voltage. In the range from -500 V to -600 V the measured stress changes from compressive to tensile and it continuously increases with further bias increase. The effects of the film microstructure on the film's internal stress were also studied using Raman spectroscopy.
PL
Interakcja pomiędzy plazmą a podłożem jest jednym z najważniejszych czynników determinujących zastosowanie niskotemperaturowej, niskociśnieniowej plazmy w dziedzinach takich jak trawienie, wytwarzanie cienkich warstw oraz modyfikacja powierzchni. W tym procesie, w szczególności podczas osadzania warstw węglowych dominującą rolę odgrywają termiczne oraz energetyczne warunki na powierzchni próbki. W prezentowanej pracy, analizowaliśmy przy użyciu kamery termowizyjnej, wpływ bombardowania jonów podczas procesu plazmochemicznego na rozkład temperatury na powierzchni śruby ortopedycznej.
EN
Plasma-surface interactions are of great importance in large variety of application of low-temperature, low-pressure plasmas in such fields as etching, thin film deposition and surface modification. In these processes, in particular of deposition of carbon films, the thermal and energetic conditions at the substrate surface play a dominant role. In the presented work we study using the infrared technique the effect of ion bombardment during the radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition (RF PECVD) process by temperature distribution monitoring on the cannulated screw.
EN
An RF PECVD technique, with the use of a parallel plate RF plasma deposition reactor, was applied to deposit thin films of mixed germanium/silicon/carbon composition. As a source material a combination of organometallic precursor compounds, and namely a mixture of tetramethylgermanium (TMG) and tetramethylsilane (TMS) vapours carried by argon carrier gas, was applied. Scanning electron microscopy and adhesion measurements, using a scratch method, revealed a good quality of the resulting materials. Elemental composition of the films was studied using energy dispersive X-ray (EDX) analysis. Thickness and optical properties of the films were determined with the help of VASE ellipsometry. Both density data and optical gap results point to an organometallic plasma polymer character of the materials within the entire range of operational parameters used.
PL
Technika RF PECVD, wykorzystująca reaktor plazmowy o równoległych płaskich elektrodach, została zastosowana do wytwarzania cienkich warstw o mieszanej germanowo-krzemowo-węglowej kompozycji. Kombinacyjną mieszaninę związków organometalicznych, a dokładnie tetrametylogermanu (TMG) i tetrametylokrzemu (TMS) przenoszona przez gaz nośny (argon), wykorzystano jako materiał wyjściowy. Elektronowa mikroskopia scaningowa i pomiary adhezji przy użyciu metody rysy, ujawniły dobrą jakość otrzymywanych materiałów. Skład elementarny warstw zbadano używając metodę nalizy rentgenowskiej energii dyspersyjnej (EDX). Pomiary grubości i własności optycznych warstw zostały wykonane przy pomocy elipsometrii VASE. Zarówno dane dotyczące gęstości, jak i wyniki pomiarów przerwy optycznej wskazują na organometaliczny charakter polimerów plazmowych w całym zakresie użytych parametrów operacyjnych.
12
Content available remote Improvement in silicon thin film solar cell efficiency
EN
This paper presents the improved method of obtaining the stable hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) due to the protocrystalline nature of the Si:H materials. The latest experiments and results on silicon thin film solar cells are presented in this publication. The relation of microstructure and the efficiency of amorphous and microcrystalline silicon single photovoltaic structures as well as tandem on glass and triple on steel foil solar cell are also discussed.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.