The regularities of solid surface erosion and coating deposition using high-power pulsed beams of charged particles

Bleykher, G.A.; Кривобоков, В. П.

doi:10.1016/j.nimb.2012.09.014

Cited by 7 publications

(6 citation statements)

References 12 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…При плотности мощности от 10 6 до 10 9 Вт/см 2 , как правило, име-ет место поверхностное испарение, которое при P >10 9 Вт/см 2 переходит в гидродинамический разлет паров. Структура этой модели подробно описана нами в работах [7,8].…”

Section: механизмы эрозии и их модельное представлениеunclassified

“…Здесь n -ядерная плотность вещества мишени; e -заряд электрона; j(t) -функция изменения плот-ности тока во времени t в течение импульса дли-тельностью τ; Z ev -толщина испарившегося слоя, которая для пучков умеренной интенсивности вычислялась по двухфазной модели испарения, а в случае высокоинтенсивных -по гидродинами-ческой [6][7][8]. В настоящей статье приведены результаты, по-лученные на примере металлов.…”

Section: механизмы эрозии и их модельное представлениеunclassified

“…Установлено, что интенсивность эро-зии, индикатором которой является коэффици-ент эрозии (т. е. количество атомов, удаленных с поверхности твердого тела, отнесенное к ко-личеству частиц пучка), на несколько порядков выше интенсивности столкновительного распы-ления поверхности твердого тела при непрерыв-ном облучении умеренными по плотности тока (J < 0,1 А/см 2 ) ионными пучками с аналогичны-ми значениями Е 0 [6][7][8][9]. Причем скорость эмис-сии атомов с облучаемой поверхности мишени нелинейно растет с увеличением плотности тока, так как скорость испарения имеет практически экспоненциальную зависимость от температуры поверхности [6].…”

Section: Introductionunclassified

See 2 more Smart Citations

The effect of powerful impulse charged particle beam parameters on intensity and energy efficiency of metal surface erosion

Блейхер¹,

Кривобоков²

2015

Izv. vuzov, Porošk. metall. funkc. pokryt.

View full text Add to dashboard Cite

Модифицирование поверхности, в том числе пучками заряженных частиц, потоками фотонов и плазмы ВВЕДЕНИЕВ настоящее время мощные импульсные пуч-ки (МИП) заряженных частиц с начальной энер-гией Е 0 = 10 ÷ 1000 кэВ и плотностью мощности Р = 10 6 ÷ 10 9 Вт/см 2 активно используются для мо-дифицирования поверхности твердого тела. При этом способность МИП удалять вещество с об-лучаемой поверхности, т. е. вызывать ее эрозию, представляет большой интерес для исследовате-лей и создателей различных технологий обработ-ки материалов [1][2][3][4][5].Многочисленные экспериментальные иссле-дования показывают, что природа эрозии по-верхности под действием МИП ионов и электро-нов связана с сильным радиационным разогре-вом, вызываемым тормозящимися частицами, что приводит к испарению поверхности мише-ни [1][2][3]. Установлено, что интенсивность эро-зии, индикатором которой является коэффици-ент эрозии (т. е. количество атомов, удаленных с поверхности твердого тела, отнесенное к ко-личеству частиц пучка), на несколько порядков выше интенсивности столкновительного распы-ления поверхности твердого тела при непрерыв-ном облучении умеренными по плотности тока (J < 0,1 А/см 2 ) ионными пучками с аналогичны-ми значениями Е 0 [6][7][8][9]. Причем скорость эмис-сии атомов с облучаемой поверхности мишени нелинейно растет с увеличением плотности тока, так как скорость испарения имеет практически экспоненциальную зависимость от температуры поверхности [6].Импульсный характер облучения позволяет существенно уменьшить сток энергии за счет те-плопроводности из области торможения частиц в веществе по сравнению с пучками непрерыв-ного действия. Поэтому доля энергии пучка, за-трачиваемая на испарение атомов с облучаемой поверхности, т. е. энерго эффективность эрозии, должна быть существенно выше. Это обстоя-тельство является одним из преимуществ МИП заряженных частиц в ряде технологических при-менений.Для эффективного использования подобных пучков в научных исследованиях и технологиях необходимо выявить зависимость свойств эро-зии, в частности интенсивности и энергоэффек-тивности удаления атомов с поверхности, от па- Исследованы зависимости коэффициентов эрозии поверхности металлов от параметров мощных импульсных пучков заряженных частиц с использованием математического моделирования процессов диссипации их энергии в твердом теле. Построен баланс энергии на по-верхности мишени для пучков с начальной энергией частиц от 10 до 1000 кэВ и плотностью мощности до 10 10 Вт/см 2 . Изучена энергоэф-фективность удаления атомов с поверхности металлов в зависимости от вида частиц пучка, их начальной энергии, плотности мощности и длительности импульса тока. Ключевые слова: мощные импульсные пучки ионов и электронов, эрозия поверхности, испарение, математическое моделирование.The dependences of metal surface erosion factors on the parameters of powerful impulse charged particle beams has been investigated with the use of mathematical simulation of dissipation processes of their energy in solid body. The energy balance over the target surface for beams with initi...

show abstract

Section: механизмы эрозии и их модельное представлениеunclassified

Section: Introductionunclassified

See 1 more Smart Citation

The effect of powerful impulse charged particle beam parameters on intensity and energy efficiency of metal surface erosion

Блейхер¹,

Кривобоков²

2015

Izv. vuzov, Porošk. metall. funkc. pokryt.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…In addition to evaporation collisional sputtering also occurs. However, the fraction of the sputtered atoms in the erosive flow of material from the target surface is negligible [2,3]. This stream of material is distributed from the target surface toward the substrate and deposited on its surface.…”

Section: Physical Modelmentioning

confidence: 99%

“…The mathematical model of the erosion of the solid surface under HPPIB and the method of calculating of the deposited coating thickness are described in [2,3]. They have been used by us to calculate the rate of deposition, the spatial distribution of deposited particles and the target temperature.…”

Section: Fig 1 Scheme Of Deposition Using Hppibmentioning

confidence: 99%

Energy Balance and Heating of the Substrate at the Deposition of Coatings Using High-Power Pulsed Ion Beams

Simonova

Bleykher

2015

AMR

View full text Add to dashboard Cite

The energy balance on the substrate during the deposition of coatings using high-power pulsed ion beams of sub-microsecond duration is analyzed. A numerical model of thermal processes in the substrate is developed. With it, data on heating of a solid as a result of the deposition of the metal coating on its surface were obtained. It was revealed that even if the power density of the beam at the level of 109 W/cm2, the maximum temperature of the substrate does not exceed a few tens of degrees.

show abstract

Energy and substance transfer in magnetron sputtering systems with liquid-phase target

Bleykher

Кривобоков

Yurjeva

et al. 2016

Vacuum

View full text Add to dashboard Cite

The regularities of solid surface erosion and coating deposition using high-power pulsed beams of charged particles

Cited by 7 publications

References 12 publications

The effect of powerful impulse charged particle beam parameters on intensity and energy efficiency of metal surface erosion

The effect of powerful impulse charged particle beam parameters on intensity and energy efficiency of metal surface erosion

Energy Balance and Heating of the Substrate at the Deposition of Coatings Using High-Power Pulsed Ion Beams

Energy and substance transfer in magnetron sputtering systems with liquid-phase target

Contact Info

Product

Resources

About