ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Композиционные материалы из "Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов " Вытягивающий электрод укреплен на керамических стойках (служащих для подсоединения формирующей ионно-оптической системы) и отделен от анода фторопластовым кольцом. Места соединения постоянных магнитов с металлическими частями конструкции уплотнены фторопластовыми прокладками с целью уменьшения газовой нагрузки на вакуумные насосы при работающем источнике ионов. Вся конструкция собрана на фланце для присоединения к вакуумной системе. Катодный узел, совмещенный с трубкой напуска рабочего газа (пропан), также выполнен на разборном фланцевом соединении для возможности замены катода. Система формирования пучка положительных ионов углерода включает в себя фокусирующую одиночную линзу и отклоняющую систему. [c.49] Такая конструкция позволяет откачивать рабочую камеру до 10 мм рт. ст. с применением средств безмасляной откачки. Это позволяет получать углеродные пленки более высокого качества за счет исключения примесей, а также за счет точного регулирования энергии осаждаемых частиц и дозы облучения поверхности подложек. [c.49] В основном все пленки, полученные методом VD на плоских поверхностях, имеют одинаковую морфологию поверхности. На рис. 1.29 показаны типичные микрофотографии элементов поверхности алмазоподобных пленок, полученные с помощью растрового электронного микроскопа (75j. При получении этих пленок использовали ионизацию накаленным катодом с чередованием процессов роста и травления на поверхности Si, полированного алмазным порошком. [c.49] При высокой частоте циклирования (рис. 1.296) в пленках наблюдается алмазная структура (об этом свидетельствуют и раманов-ские спектры пленок, здесь не указанные), т. к. за короткое время роста образующееся небольшое количество неалмазных фаз легко удаляется в последующий период травления. [c.49] Как правило, рост алмазных пленок осуществляется при низких температурах подложки (600—1000 °С). Рост алмазных пленок возможен и при более низких температурах, но при очень малой концентрации метана в смеси с водородом. [c.49] Композиционные материалы, или композиты, в широком смысле понятия — это материалы, состоящие из двух и более химически разнородных веществ с четкой межфазной границей, обладающие свойствами, которых не имеет ни один из компонентов композита. Компоненты композита называют матрицей и наполнителем [80]. [c.49] Композиты, представляющие интерес для автоэмиссии, — материалы на основе углеродных волокнистых наполнителей с матрицами различной природы проводящими (металл, углерод) или диэлектриками (стекло, керамика). Автоэмиссионные свойства материала обеспечивают углеродные волокна, а матрица играет лишь роль механического носителя, придающего дополнительные свойства. Например, теплопроводность, электропроводность, электросопротивление. Набор этих свойств определяет конкретное назначение и конструкцию автокатода. [c.50] Важным требованием к такого рода материалам является адгезионное взаимодействие между волокном и матрицей. Это связано с тем, что при работе автоэлектронного катода возникают большие пондеромоторные нагрузки, которые могут приводить к выдергиванию волокон из матрицы. [c.50] Все рассматриваемые композиционные материалы разделены авторами в зависимости от материала матрицы на три типа углерод-углерод, углерод—металл, углерод—диэлектрик. [c.50] В каждом направлении армирования тип волокон, их объемная доля, размер пряди или пучка волокон, расстояние между пучками могут быть различными. [c.50] Армирующие каркасы частью собирают вручную или с помощью специальных автоматизированных устройств. [c.50] Совмещение каркаса со связующим осуществляют в процессе изготовления каркаса или насыщением готового каркаса раствором или расплавом связующего с последующим формованием или прессованием заготовки. [c.51] В качестве исходного связующего применяют различные синтетические полимерные смолы, характеризующиеся высоким коксовым остатком, например, фенолформальдегидная, эпоксифенольная, кремнийорганическая, полибензамидозольная и др. [83]. [c.51] Весьма перспективны для получения углеродной матрицы каменноугольные и нефтяные пеки. Они содержат в своем составе до 92— 95% углерода, а выход кокса может быть более 50%. Преимуществами ПСКОВ перед другими связующими является доступность и низкая стоимость, исключение растворителя из технологического процесса, хорошая графитируемость получаемого кокса и его высокая плотность. [c.52] Выбор связующего в каждом конкретном случае определяют с учетом его достоинств и недостатков для получения композита с необходимым уровнем свойств. [c.52] Вследствие выделения летучих соединений в процессе карбонизации возникает значительная пористость, снижающая физико-ме-ханические свойства композита. Для уменьшения пористости, повышения плотности и механических свойств композита карбонизован-ный материал вновь пропитывают связующим и карбонизуют (цикл пропитки-карбонизации может повторяться многократно). Повторную пропитку проводят в автоклавах в режиме вакуум—давление , т. е. сначала заготовку нагревают в вакууме, после чего подается связующее и создается избыточное давление до 1 МПа [84]. [c.52] Метод карбонизации углепластика сравнительно прост, он не требует сложной аппаратуры, обеспечивает хорошую воспроизводимость свойств получаемого материала. Однако необходимость многократного проведения операций уплотнения значительно удлиняет и удорожает процесс получения изделий из углерод-углеродных композитов. [c.52] Процесс осаждения проводится в вакууме или под давлением в индукционных печах и печах сопротивления. [c.53] Разработано несколько способов получения пироуглеродных матриц (рис. 1.31) [86]. [c.53] Изотермический процесс проводят при постоянной температуре (обычно 950—1000 °С), низких давлениях (1 — 15 мм рт. ст.) или давлениях, близких к атмосферному, со значительными добавками инертного газа. Исходный газообразный углеводород пропускают над поверхностью детали или фильтруют через нее. Условия подбирают таким образом, чтобы осаждение пироуглерода в порах происходило по всей поверхности пор. Изотермический процесс дает возможность получить довольно равномерное распределение пироуглерода по стенке толщиной до 12мм, на более толстых стенках возникает градиент концентрации пироуглерода по толщине. При неправильной организации процесса пироуплот-нения могут возникнуть градиенты и по длине детали. [c.53] Вернуться к основной статье