توصيف نظم التشغيل عن طريق الجمع بين المطلي Nanohardness واختبار قوة المجهر

: : AZoNanotechnology المادة

الموضوعات التي تغطيها

خلفية

النتائج

أكبر بكثير من سمك فيلم الأعماق

أشكال مختلفة من الصلابة ومعامل

الاستنتاجات

خلفية

العمل على أنظمة المغلفة مع تستر Nanohardness (NHT) من الآلات CSM ومتكامل مجهر القوة المسح الضوئي (SFM) قد دلت على أن الهدف من آثار تكدس لها عواقب مهمة لقياس الخصائص الميكانيكية من منحنيات التحميل nanoindentation التشرد. هذا لأن منطقة الاتصال بين محسوب إندينتر وعينة لا تأخذ بعين الاعتبار أي تغيير بسبب كومة الهاتفي أو تغرق في المواد حول موقع المسافة البادئة.

تركز هذه المقالة على فيلم رقيقة من التيتانيوم 200nm سمك المودعة على ركيزة سي [100]. وقد أجريت باستخدام المسافات البادئة (ثلاثة أضلاع) Berkovich إندينتر الهرمية في الأعماق من 25 نانومتر الى 1225 نانومتر ، وهذا يجري على نطاق القياس مجموعه الصك NHT خاص لهذه العينة.

النتائج

أودعت البلازما التيتانيوم هو في الواقع أصعب من الركيزة سي ، وذلك بسبب الضغوط الداخلية عالية تنتج نتيجة لترسب والفيلم أكسيد (عادة تيو ₂₎ الذي يشكل فورا على إزالة عينة من المفاعل. الصور SFM (الشكل 1) تدل بوضوح على السطح وبنية مورفولوجية الحبوب للطلاء المودعة.

المسافة البادئة للتصوير المصنوعة من نانومتر hmax 50 = ، بصمة المتبقية بالكاد مرئيا ، وذات حجم مماثل لخشونة السطح (~ 20 نانومتر). كما زادت hmax ، لا الظاهر كومة متابعة الآثار ملحوظ حتى يتم الوصول إلى الركيزة ، مما يوحي بأن تدفق البلاستيك هو أكثر بكثير من تلك التي تقتصر على ليونة الطلاء (مثل الألمنيوم أو الذهب). لأعماق حيث hmax> 200 نانومتر (سمك فيلم) ، ومقدار الزيادات متابعة كومة تدريجيا ولكن يمكن ملاحظة أن مورفولوجيا السطح من المواد مكدسة المتابعة لا يزال هو نفسه كما ان المحيطة به. هذا من شأنه أن يوحي أنه ، خلافا ليونة الطلاء حيث يتم الضغط الواضح المادية إلى جانبي إندينتر ، شهدت المواد بسبب رفع الاسترخاء الركيزة التفريغ.

ويؤكد ذلك من خلال مزيد من حواف مقعرة من بصمات.

الشكل 1. SFM من بصمات الصور المتبقية لأعماق الأقصى (hmax) من نانومتر 50 (أ) و (ب) 175 نانومتر ، (ج) نانومتر 400 ، و (د) نانومتر 1225. العينة هو فيلم التيتانيوم (سمك = 200 نانومتر) باءت بالفشل على ركيزة سي [100].

أكبر بكثير من سمك فيلم الأعماق

لأعماق أكبر بكثير من سمك فيلم (على سبيل المثال ، الشكل 1 (د)) ، والكمية النسبية للتكدس هو أصغر بكثير لأن الجزء الأكبر من حجم المسخ هو الركيزة في سي. ويمثل تطور تكدس مع عمق الاختراق في الشكل. 2 ، التي تخطط لاختيار التشكيلات مستعرضة من خلال تصوير بصمات. على أعماق أكبر من سمك الفيلم ، والانتقال بين الطلاء والركيزة مرئيا بوضوح ، كما هو الاسترخاء مرونة الركيزة سي الذي يعطي انتفاخ في التشكيل الجانبي في واجهة.

الشكل 2. مجموعة مختارة من مستعرضة من خلال التشكيلات الانبعاجات المصورة لأعماق (hmax) من 50 إلى 1225 نانومتر. لاحظ تزايد نفوذ الركيزة سي لأعماق تزيد سماكة الفيلم تي (200nm).

أشكال مختلفة من الصلابة ومعامل

يتم رسم أشكال مختلفة من الصلابة والمعامل في الشكل. 3 بوصفها وظيفة من عمق الاختراق الأقصى ، hmax ، فيما يتعلق بتطبيع سمك الفيلم ، TF. للمؤامرة والصلابة ، لوحظ انخفاض حاد يقترب من قيمة 16 كيلوبار في أعماق ضحلة إلى ما يقرب من 11 كيلوبار في واجهة طلاء الركيزة. لقيم 1> hmax / TF ، أكثر صلابة النقصان تدريجيا إلى قيمة كيلوبار 9 ، وهذا يجري على صلابة الركيزة. ويمكن أن يعزى إلى زيادة تشتت نقاط التجريبية في أعماق ضحلة إلى آثار خشونة السطح وتأثير متفاوتة من سطح طبقة الأكسيد ، والتي ، لمثل هذا الفيلم رقيقة ، قد تمتد إلى مسافة كبيرة داخل الطلاء. الاختلاف في معامل المرونة ، كما هو موضح في الشكل. 3 (ب) ، ينحدر من 270 إلى 140 كيلوبار برنامج العمل العالمي ، مع عدم الانقطاع واضح نتيجة للطلاء واجهة الركيزة. هذه النتائج تؤكد انطباق NHT لقياس الخصائص الميكانيكية بوصفها وظيفة من العمق بطريقة دقيقة ومنطقية.

الشكل 3 باءت بالفشل. يتم رسم التباين صلابة (أ) و معامل المرونة (ب) بوصفها وظيفة من عمق تطبيع (hmax / TF) لمشاهدة فيلم التيتانيوم على ركيزة سي [100].

الشكل 4. تمثيل ثلاثي الأبعاد للصورة هو مبين في الشكل. 1 (د). لاحظ مدى تكدس ومورفولوجية الركيزة سي.

الاستنتاجات

فيما يتعلق بنظم المغلفة المشتركة ، وأثبت أن NHT تحميل معلومات التشرد وحدها ليست قادرة دائما على تحديد آليات حدوث تشوه حقيقي في واجهة طرف عينة ، وأن التصوير SFM من بصمات المتبقية على أعماق مختلفة وسيلة لا تقدر بثمن من طلاء تميز الركيزة - تشوه السلوك.

إضافة إلى ذلك ، NHT / SFM غير قادرة على توفير تحميل التشريد البيانات مع المعلومات الطوبوغرافية (أي خشونة السطح ، ومدى الآثار pile-up/sink-in أو المنطقة الحقيقية للاتصال ، وحجم المواد النازحين ، وشكل غيض إندينتر ، الخ) بطريقة سريعة وفعالة.

المصدر : الآلات CSM

لمزيد من المعلومات عن هذا المصدر ، يرجى زيارة الآلات CSM