Characterization and enhancement of IR optical and tribological properties of DLC films synthesized by RF-PECVD
RF-PECVD yöntemi ile büyütülen DLC filmlerin IR optik ve tribolojik özellikleri bakımından karakterizasyonu ve geliştirilmesi
- Tez No: 474902
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET MACİT ÖZENBAŞ, DOÇ. DR. BURCU AKATA KURÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Physics and Physics Engineering, Mechanical Engineering, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Çeyrek Dalga Optik Kalınlık (ÇDOK), Optik Güç, Sürtünme, Sertlik, Süperkayganlık, Kurtarma Gücü (H/E), Geri-gelme Gücü, Quarter Wave Optical Thickness (QWOT), Optical Power, Friction, Hardness, Superlubricity, Recovery Power (H/E), Restoration Power
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 164
Özet
Bu tez çalışmasında plazma destekli kimyasal buharlaştırma yöntemi (PECVD) ile alüminyum altlık üzerine kaplaması yapılan, hidrojence zenginleştirilmiş amorf elmas benzeri karbon (DLC) ince filmler analiz ve karakterize edilmiştir. Film kalınlığı, film içerisindeki hidrojen yoğunluğu ve kaplama işlemi esnasındaki RF (radyo frekansı) gücü değişimlerinin filmin tribolojik, optik ve yapısal özelliklerine etkileri gözlemlenmiş ve bu parametreler üzerinde, optimum sonuçları elde etmek için çalışmalar yapılmıştır. DLC filmler doğaları gereği içsel basma gerilimlerine sahiptir. İnterferometri ölçümleri göstermiştir ki çok yüksek ve çok düşük içsel basma gerilimleri filmin bütünlüğünü korumasında zorluklar yaratmaktadır. Optik yansıtma, sertlik, elastisite ve dayanıklılık açılarından hedeflenen sonuçları elde etmek için film kalınlığı, hidrojen içeriği ve RF gücü, tasarım ve üretim aşamalarında çok iyi hesaplanmalı ve kontrol edilmelidir. Sürtünmeye ilişkin sonuçlar, kurtarma gücü (sertlik/elastisite modülü [H/E]) ve geri-gelme gücü yapılan sürtünme testleri ile incelenerek en uygun kaplama başlangıç değişkenleri belirlenmeye çalışılmıştır. Bir“süper kaygan”adayı olarak DLC filmler üzerinde çalışılmaya değer sıra dışı sertlik ve sürtünme katsayılarına sahiptir. Çetin çevre koşullarında filmlerin sağlamlığının ve dayanıklılığının karakterize edilmesi, çalışmanın dayandığı ana ayaklardan birisidir. DLC filmlerin sp3 ve sp2 dağılım oranlarının filmin her noktasında tekdüze olmadığı X-ışını foto-emisyon spektrometre (XPS) cihazı yardımıyla anlaşılmıştır. Bununla birlikte sp3/sp2 oranının, hidrojen içeriğinin artırılması gibi çeşitli yöntemlerle başarılması mümkün görünmektedir. Sonuç olarak bu tez çalışmasıyla DLC filmler için optik ve tribolojik ve/veya mekanik açılardan optimum sonuçları, parlatılmış ve yüksek yansıma değerlerine sahip alüminyum altlıklar üzerinde elde etmek amaçlanmıştır.
Özet (Çeviri)
This thesis analyzes the hydrogenated amorphous diamond like carbon (a-DLC) films coated on aluminum substrates by the technique of plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). Effects of film thickness, hydrogen content and RF power on the tribology, optical characteristics and structure are observed and studied in detail. DLC films have compressive intrinsic stresses by default. Surface topography revealed by an interferometer shows that too low/high compressive stress is detrimental to the film. In order to obtain the targeted results in terms of optical reflectivity, hardness, elasticity and durability of the film, one should use a well thought combination of thickness, hydrogen content and RF power in design and production stages. Frictional effects, recovery power (ratio of hardness ([H] to Young's modulus [E]; namely H/E) and restoration power are studied under a continuous predetermined scratching attack to decide on optimum initial coating conditions. As a promising candidate for superlubricity, DLC films have exceptional hardness and friction coefficient which are core parameters to work on. Film robustness and durability under harsh environmental conditions are other pillars of the study. Furthermore by using X-ray photoemission spectrometer (XPS), it is proved that sp3/sp2 distribution is not uniform throughout the films, but sp3/sp2 ratio can be increased via some methods like increasing in hydrogen content. Hence this thesis aims to achieve optimum DLC film properties in terms of optical, tribological and/or mechanical aspects on the polished and highly reflective aluminum substrates.
Benzer Tezler
- Understanding and optimization of InN and high indium containing InGaN alloys by metal organic chemical vapor deposition
Başlık çevirisi yok
ÖCAL TUNA
Doktora
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiRheinisch-Westfälische Technische Hochschule AachenElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MICHAEL HEUKEN
PROF. DR. RAINER WASER
- Yeni tür poli(üretan-imid)lerin sentezi, karakterizasyonu ve fizikokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Synthesis, characterization, and investigation of physicochemical properties of new poly(urethane-imide)s
ALİ AVCI
- Silikon nitrat (Si3N4) filmlerin plazma destekli kimyasal buhar biriktirme (PECVD) yöntemi ile üretimi ve optik karakterizasyonu
Fabrication and characterization of silicon nitride (Si3N4) films by plasma enhancement chemical vapor deposition (PECVD)
EMRAH ODABAŞI
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELİF ORHAN
- Comprehensıve analysıs of vıtamın D3 adsorptıon and monıtorıng usıng QCM wıth hydrophobıc algınate-halloysıte nanoclay composıte bılayers
Hidrofobik aljinat-halloysit nanokil kompozitleri QCM kullanılarak D3 vitamini adsorpsiyonu ve izlenmesinin kapsamlı analizi
MERVENUR KİRAZOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ
- Synthesis of new mesogens and investigation of their liquid crystalline properties
Yeni mezojenlerin sentezi ve sıvı kristal özelliklerinin incelenmesi
BURAK KORKMAZ
Doktora
İngilizce
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHİRE FİLİZ ŞENKAL
PROF. DR. YEŞİM GÜRSEL