Τα λεπτά υμένια οξειδίων του πυριτίου (SiOx) χρησιμοποιούνται σήμερα ευρέως στην μικροηλεκτρονική και στη βιομηχανία συσκευασίας τροφίμων ενώ τα τελευταία χρόνια υπάρχει έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον για την εφαρμογή τους στην προστασία μετάλλικών επιφανειών από την διάβρωση. Η χημική εναπόθεση SiOχ με τη χρήση πλάσματος χαμηλής πίεσης του τετρααιθοξυσιλανίου (TEOS) παρουσιάζει μερικά σημαντικά πλεονεκτήματα όπως εναπόθεση σε χαμηλές θερμοκρασίες, ομοιόμορφη κάλυψη της επιφανείας και μεγάλους ρυθμούς εναπόθεσης. Από την άλλη πλευρά, η ιδιαιτερότητα της εναπόθεσης μέσω πλάσματος ΤΕΟS, έγκειται στο γεγονός ότι η δομή, οι ιδιότητες και η χημική σύσταση των παραγόμενων υμενίων εξαρτώνται σημαντικά από τις παραμέτρους της διεργασίας, λόγω της πολυπλοκότητας του πλάσματος του ΤΕΟS. Είναι χαρακτηριστικό ότι ανάλογα με τις συνθήκες εναπόθεσης μπορούν να παραχθούν υλικά που η χημική τους σύσταση ποικίλλει μεταξύ σιλικόνης (SiOxCyHz) και σχεδόν στοιχειομετρικού SiO2.
Στην παρούσα εργασία εξετάζεται η επίδραση διαφόρων παραμέτρων της διεργασίας (ολική πίεση, καταναλισκώμενη ισχύς, προεπεξεργασία επιφανείας) στο ρυθμό εναπόθεσης και στη σύσταση των παραγόμενων υμενίων που εναποτέθηκαν σε επιφάνειες διαφόρων κραμάτων του μαγνησίου. Για τη μέτρηση του ρυθμού εναπόθεσης χρησιμοποιήθηκε ανακλαστική συμβολομετρία με λέιζερ και για το προσδιορισμό της χημικής σύστασης φασματοσκοπία υπερύθρου (FTIR). Όσον αφορά τα διαγνωστικά τεστ του πλάσματος, χρησιμοποιήθηκε φασματογραφία μάζας για τον προσδιορισμό της κατανάλωσης της πρόδρομης ένωσης στην εκκένωση και φασματοσκοπία εκπομπής (OES) για την ανίχνευση και ταυτοποίηση των διεγερμένων ειδών στην αέρια φάση. Η αντοχή στη διάβρωση εκτιμήθηκε με τη βοήθεια της ηλεκτροχημικής φασματοσκοπίας εμπέδησης (ΕΙS) και ο χαρακτηρισμός της επιφανείας με μικροσκοπίες SEM και AFM. Οι συνθήκες που παρουσιάζονται τα βέλτιστα αποτελέσματα αντοχής στη διάβρωση, συζητούνται με βάση τη δομή και τη χημική σύσταση των υμενίων καθώς και τις μεταβολές των ιδιοτήτων του πλάσματος. / The silicon oxide (SiOx) thin films are used in microelectronics, in food packaging industry and in the recent years there is an increasing interest of using them as protective coatings for metallic surfaces.
The plasma chemical vapor deposition of these films (PECVD) has several advantages, like the deposition at low temperatures, the uniform cover of the surface and the high deposition rates. On the other hand the thing that distinguishes this technique (PECVD) using TEOS as the precursor, is that the structure, the properties and the chemical composition of the deposited films are strongly depended on the variables of the process, because of the complexity of the chemistry of TEOS. The chemical composition of the deposited film can vary from almost total inorganic SiO2 to silicone like (SiOxCyHz).
In the present essay, it is examined the effect of various parameters as the consumed power, the total pressure and the surface pre-treatment to the deposition rate and to the chemical composition and structure of the thin film. The films were deposited on aluminium and magnesium alloys. The technique used for measuring the deposition rate was Laser Reflective Interferometry and for the determination of the chemical composition the FTIR Spectroscopy. The evaluation of the corrosion resistance was made by using Electrochemical Impedance Specroscopy (ΕΙS), and the examination of the surfaces by SEM and AFM. The conditions that provided the best results for the corrosion protection of the metallic surfaces are presented according the structure and the chemical composition of the thin film and the changes of plasma properties.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/707 |
| Date | 14 February 2008 |
| Creators | Βούλγαρης, Χαράλαμπος |
| Contributors | Ματαράς, Δημήτριος, Voulgaris, Charalambos, Ραπακούλιας, Δημήτριος, Κονταρίδης, Δημήτριος, Ματαράς, Δημήτριος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Relation | Η ΒΥΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0021 seconds