دانلود مقاله تاثیر ضخامت فیلم و لایه های داخلی بر قدرت چسبندگی الماس شبیه به فیلم های کربن بر روی بسترهای مختلف
تعداد کلمات فایل انگلیسی :2711 کلمه 6صفحه pdf
تعداد صفحات فایل ترجمه : 7 صفحه word فونت 14 B Nazanin
تاثیر ضخامت فیلم و لایه های داخلی بر قدرت چسبندگی الماس شبیه به فیلم های کربن بر روی بسترهای مختلف
چهونگ وی، جوی-یینگ ین
چکیده
علاوه بر این از یک لایه داخلی اغلب برای افزایش قدرت چسبندگی در پوشش نازک فیلم استفاده می شود. برای فیلم های کربنی شبه الماس (DLC)، تیتانیوم و کروم دو ماده لایه مشترک برای افزایش چسبندگی هستند، به ویژه برای بسترهای فلزی. در یک تلاشی که برای بررسی اثر لایه بر بسترهای غیرفلزی انجام شده، پلاسما رسوب بخار شیمیایی افزایش یافته (PECVD) را بکار می برد برای اینکه DLC را با متان بر روی سیلیکون و بسترهای شیشه ای با تیتانیوم و کروم، ته نشین کند. ساختار فیلم و قدرت چسبندگی توسط طیف سنجی رامان مورد مطالعه قرار گرفتند، میکروسکوپ نوری، نانوایندنتیشن و نانو اسکراچ. برای DLC بر روی بسترهای سیلیکونی بدون لایه، نتایج بعنوان ضخامت فیلم افزایش می یابد، نسبت I(D)/I(G) افزایش می یابد و سختی کاهش می یابد. برای DLC بر بستر سیلیکونی با لایه داخلی، هر دو لایه داخلی قدرت چسبندگی را افزایش نمی دهند. برای بستر شیشه ای، کروم قدرت چسبندگی را تنها در ضخامتهای کوچک فیلم بهبود می دهد (200nm). زمانی که ضخامت فیلم افزایش یابد، لایه برداری از فیلم نازک DLC برای هر دو لایه داخلی بدتر می شود. این پدیده توسط ساختار اتثالی، سختی، نانواسکراچ و تنش پسماند مورد بررسی قرار گرفت. زمانی که ضخامت فیلم افزایش می یابد، نسبت I(D)/I(G) افزایش می باد و تابع sp3 کاهش می یابد. این حالت زمانی نشان داده می شود که ضخامت فیلم افزایش می یابد، اتصال دهنده به سمت ساختار گرافیتی و کاهش سختی تمایل دارد. تابع sp2 و سختی پایین چسبندگی ضعیف ضخامت بزرگ فیلم را توضیح می دهند. دلایل انتخاب کروم بعنوان یک لایه بهتر بر روی شیشه بجای سیلیکون، به تنش پسماند کم و تشکیل کاربید برتر، ترجیح داده می شود.این شباهت در مقدار ضریب انبساط حرارتی بین نتایج کروم و شیشه در تنش پسماند کمتر می باشد. احتمال دیگر این است که شکل کاربید بر روی سطح کروم باید چسبندگی را افزایش دهد. این فرضیه در حال حاضر تحت بررسی است.
- مقدمه
الماس مانند فیلم کربن کاربردهای باقوه زیادی مانند اپتیک، میکرو-الکتروینیک، ابزار، و صنعت خودرو دارد که به علت سختی بالای آنها، ضریب اصطکاک کم، ضد خوردگی و سازگاری زیستی بالای آن است. بسیاری از عوامل عملکرد DLC را محدود می کند، چسبندگی ضعیف منجر به تنش فشاری بالا می شود که مهمترین دلایل است. روشهای بسیاری برای بهبود چسبندگی در DLC وجود دارد….
Effect of film thickness and interlayer on the adhesion strength of diamond
like carbon films on different substrates
Chehung Wei *, Jui-Ying Yen
Abstract
The addition of an interlayer is often used to increase the adhesion strength in thin film coating. For diamond like carbon (DLC) films, titanium and chromium are two common interlayer materials to enhance adhesion, especially for metal substrates. In an attempt to explore interlayer effect on nonmetal substrates, plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) was utilized to deposit DLC with methane on silicon and glass substrates with interlayer titanium and chromium. The film structure and adhesion strength were studied by Raman spectroscopy, optical microscope, nanoindentation and nanoscratch.
For DLC on silicon substrates without interlayer, the results show as the film thickness increases, the ratio of I(D)/I(G) increases and the hardness decreases. For DLC on silicon substrate with interlayer, both interlayers do not enhance the adhesion strength. For glass substrate, the chromium showed improved adhesion strength only in small film thickness (200 nm). As the film thickness increases, the peeling of the DLC thin film deteriorated for both interlayers.
These phenomena were examined by the bonding structure, hardness, nanoscratch and residual stress. As the film thickness increases, the I(D)/ I(G) ratio increases and the fraction of sp3 decreases. This indicates as the film thickness increases, the bonding is towards graphite structure and reducing hardness. The high sp2 fraction and low hardness explain the poor adhesion of large film thickness. The reasons for chromium acting as a better interlayer on glass than on silicon are attributed to the low residual stress and preferable carbide formation. The similarity in the magnitude of coefficient of thermal expansion between chromium and glass results in less residual stress. Another possibility is the carbide formation on chromium interface which should enhance the adhesion. This hypothesis is currently under investigation. © 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.
Keywords: Interlayer; Adhesion; Residual stress
کد:6-9415
دانلود رایگان مقاله انگلیسی
رمز فایل :www.downloadmaghaleh.com
دانلود مقاله دات کام 
توضیحات محصول
دانلود مقاله تاثیر ضخامت فیلم و لایه های داخلی بر قدرت چسبندگی الماس شبیه به فیلم های کربن بر روی بسترهای مختلف
تعداد کلمات فایل انگلیسی :2711 کلمه 6صفحه pdf
تعداد صفحات فایل ترجمه : 7 صفحه word فونت 14 B Nazanin
تاثیر ضخامت فیلم و لایه های داخلی بر قدرت چسبندگی الماس شبیه به فیلم های کربن بر روی بسترهای مختلف
چهونگ وی، جوی-یینگ ین
چکیده
علاوه بر این از یک لایه داخلی اغلب برای افزایش قدرت چسبندگی در پوشش نازک فیلم استفاده می شود. برای فیلم های کربنی شبه الماس (DLC)، تیتانیوم و کروم دو ماده لایه مشترک برای افزایش چسبندگی هستند، به ویژه برای بسترهای فلزی. در یک تلاشی که برای بررسی اثر لایه بر بسترهای غیرفلزی انجام شده، پلاسما رسوب بخار شیمیایی افزایش یافته (PECVD) را بکار می برد برای اینکه DLC را با متان بر روی سیلیکون و بسترهای شیشه ای با تیتانیوم و کروم، ته نشین کند. ساختار فیلم و قدرت چسبندگی توسط طیف سنجی رامان مورد مطالعه قرار گرفتند، میکروسکوپ نوری، نانوایندنتیشن و نانو اسکراچ. برای DLC بر روی بسترهای سیلیکونی بدون لایه، نتایج بعنوان ضخامت فیلم افزایش می یابد، نسبت I(D)/I(G) افزایش می یابد و سختی کاهش می یابد. برای DLC بر بستر سیلیکونی با لایه داخلی، هر دو لایه داخلی قدرت چسبندگی را افزایش نمی دهند. برای بستر شیشه ای، کروم قدرت چسبندگی را تنها در ضخامتهای کوچک فیلم بهبود می دهد (200nm). زمانی که ضخامت فیلم افزایش یابد، لایه برداری از فیلم نازک DLC برای هر دو لایه داخلی بدتر می شود. این پدیده توسط ساختار اتثالی، سختی، نانواسکراچ و تنش پسماند مورد بررسی قرار گرفت. زمانی که ضخامت فیلم افزایش می یابد، نسبت I(D)/I(G) افزایش می باد و تابع sp3 کاهش می یابد. این حالت زمانی نشان داده می شود که ضخامت فیلم افزایش می یابد، اتصال دهنده به سمت ساختار گرافیتی و کاهش سختی تمایل دارد. تابع sp2 و سختی پایین چسبندگی ضعیف ضخامت بزرگ فیلم را توضیح می دهند. دلایل انتخاب کروم بعنوان یک لایه بهتر بر روی شیشه بجای سیلیکون، به تنش پسماند کم و تشکیل کاربید برتر، ترجیح داده می شود.این شباهت در مقدار ضریب انبساط حرارتی بین نتایج کروم و شیشه در تنش پسماند کمتر می باشد. احتمال دیگر این است که شکل کاربید بر روی سطح کروم باید چسبندگی را افزایش دهد. این فرضیه در حال حاضر تحت بررسی است.
الماس مانند فیلم کربن کاربردهای باقوه زیادی مانند اپتیک، میکرو-الکتروینیک، ابزار، و صنعت خودرو دارد که به علت سختی بالای آنها، ضریب اصطکاک کم، ضد خوردگی و سازگاری زیستی بالای آن است. بسیاری از عوامل عملکرد DLC را محدود می کند، چسبندگی ضعیف منجر به تنش فشاری بالا می شود که مهمترین دلایل است. روشهای بسیاری برای بهبود چسبندگی در DLC وجود دارد….
Effect of film thickness and interlayer on the adhesion strength of diamond
like carbon films on different substrates
Chehung Wei *, Jui-Ying Yen
Abstract
The addition of an interlayer is often used to increase the adhesion strength in thin film coating. For diamond like carbon (DLC) films, titanium and chromium are two common interlayer materials to enhance adhesion, especially for metal substrates. In an attempt to explore interlayer effect on nonmetal substrates, plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) was utilized to deposit DLC with methane on silicon and glass substrates with interlayer titanium and chromium. The film structure and adhesion strength were studied by Raman spectroscopy, optical microscope, nanoindentation and nanoscratch.
For DLC on silicon substrates without interlayer, the results show as the film thickness increases, the ratio of I(D)/I(G) increases and the hardness decreases. For DLC on silicon substrate with interlayer, both interlayers do not enhance the adhesion strength. For glass substrate, the chromium showed improved adhesion strength only in small film thickness (200 nm). As the film thickness increases, the peeling of the DLC thin film deteriorated for both interlayers.
These phenomena were examined by the bonding structure, hardness, nanoscratch and residual stress. As the film thickness increases, the I(D)/ I(G) ratio increases and the fraction of sp3 decreases. This indicates as the film thickness increases, the bonding is towards graphite structure and reducing hardness. The high sp2 fraction and low hardness explain the poor adhesion of large film thickness. The reasons for chromium acting as a better interlayer on glass than on silicon are attributed to the low residual stress and preferable carbide formation. The similarity in the magnitude of coefficient of thermal expansion between chromium and glass results in less residual stress. Another possibility is the carbide formation on chromium interface which should enhance the adhesion. This hypothesis is currently under investigation. © 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.
Keywords: Interlayer; Adhesion; Residual stress
کد:6-9415
دانلود رایگان مقاله انگلیسی
رمز فایل :www.downloadmaghaleh.com