الفهرس Only 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 193 |  |  |
| | | from | 193 | | |
Abstract
تعتبر طريقة الترسيب البخارى الكيميائى من الطرق الحديثة والواعدة لتحضير أفلام رقيقة ذات نقاوة عالية للاستخدامات المتنوعة . وتهدف الدراسة المقدمة إلى دراسة تحضير أفلام رقيقة على أساس نظام التيتانيوم- كربون- نيتروجين- أوكسجين بهذه الطريقة. وسوف يتم دراسة العوامل المؤثرة على عملية التحضير مثل الزمن ودرجة حرارة التفاعل ونوع المصدر وكذلك نوع الغاز الحامل للابخرة. وسيتم تقييم الافلام المحضرة عن طريق دراسة التركيب الكيميائى والبنائى لها وقياس الخواص الميكانيكية لها عند ظروف مختلفة . ويتوقع ان يؤدى نجاح هذا المقترح إلى تحضير مواد جديدة وحديثة من Ti-C-N-O لها خواص تغاير خواص نيتريد التيتانيوم وكربيده منفردين. كما ان دخول هذه التكنولوجيا كنافذة لتقنيات تحضير مواد الالكترونيات الدقيقة يمثل نقله هائلة فى هذا التوقيت قد يمتد أثرها إلى كثير من الصناعات الأخرى لتحضير مواد أخرى بسيطة أو مركبة.
بناء الجهاز المستخدم معملياً
من خلال ما تم تجميعه من أبحاث وبعد دراسة هذه الأبحاث تم التوصل إلي اختيار النظام المقترح لعمل الدراسات التجريبية عليه وهو من أفضل النظم من حيث سهولة وسلاسة إجراء العديد من التجارب من خلاله وكذلك دراسة العوامل المختلفة المؤثرة في التفاعل. وقد تم بناء الجهاز المستخدم معملياً بالمركز. وقد تم شراء وتجهيز الكيماويات والادوات المستخدمة لبناء الجهاز. وقد تم تجربة الجهاز المصمم معملياً كتجربة مبدئية حيث تم تجهيز الركيزة المترسب عليها ووضعها داخل الفرن وامرار الغاز على المصدر داخل البابلر الزجاجى من خلال امراره أولا على جزء التنقية المتصل بالجهاز عند درجة حرارة 550 درجة مئوية وعلى السيليكا جيل والجير الصودى وتم التأكد من قدرة الجهاز المصمم على القيام بالتجارب اللازمة ودراسة العوامل المؤثرة على طريقة التحضير. ويؤخذ في الاعتبار عملية تحوير النظام عند الحاجة إلي ذلك .
تم دراسة تاثير نوع المصدر المستخدم فى تحضير هذا النظام Ti-C-N-O من الافلام الرقيقة حيث تم تجربة مصدر شائع الاستخدام مثل التيتانيوم أيزوبروبوكسيد من خلال المسح المرجعى فى تحضير هذا المتراكب ومصدر اخر جديد مثل رباعى التيتانيوم أورثوتيتانات عند نفس الظروف وبعد عمل الاختبارات الفيزيائية مثل اختبار الاشعة السينية والميكروسكوب الماسح الالكترونى للمادة المحضرة باستخدام النوعين تبين ترسيب نفس الاطوار فى كلا الحالتين حيث كان الطور الفيزيائى الاساسى هو( الاناتاس) فى كلا الحالتين فى شكل حبيبات كروية منتظمة الشكل والحجم الحبيبى يتراوح من nm200 الى اقل منum 1 وظهور طور فيزيائى اخر هو التيتانيوم كربيد مع قليل من الازاحة الى زاوية اعلى تجاه التيتانيوم أوكسيد لذا ومن خلال الابحاث السابقة تبين ان هذا الطور الجديد هو التيتانيوم أوكسى كربيد TiOC. لذلك تم استكمال دراسة بعض العوامل المؤثرة فى عملية التحضير مثل درجة حرارة التفاعل ووقت الترسيب ونوع الغاز الحامل للابخرة باستخدام رباعى التيتانيوم أورثوتيتانات كمصدر جديد ونادر استخدامه على اسطح الاستانلس ستيل 316L لرخص سعره ووفرته مقارنة بالسيليكون والكوارتز . وسوف نستعرض ملخص لنتائج الدراسة.
• تم دراسة تاثير درجة حرارة الركيزة من 350 – 1000 درجة مئوية باستخدام الهيدروجين كحامل للابخرة وعلى سطح الاستانلس ستيل لمدة 30 دقيقة وتم عمل اختبار الاشعة السينية (XRD) وتبين اختلاف الاطوار المتكونة باختلاف درجة الحرارة مما يدل على التاثير الواضح لدرجة حرارة الركيزة فى ترسيب الافلام من هذا المتراكب باستخدام هذا المصدر.
1- ترسيب التيتانيوم اوكسيد (الاناتاس) فى صورة حبيبات كروية منتظمة الشكل والحجم الحبيبى حوالى 300 نانومتر عند 500 درجة مئوية.
2- عند ارتفاع درجة حرارة الركيزة الى 600 درجة مئوية ومن خلال الاشعة السينية تبين ظهور طور فيزيائى جديد مصاحب للطور الفيزيائى للاناتاس وهو الطور الفيزيائى للتيتانيوم كربيد فى صورة ألياف طولية.
3- مع ارتفاع درجة الحرارة الى 750 درجة مئوية تم ظهور طور فيزيائى جديد وهو الطور الفيزيائى لثانى أوكسيد التيتانيوم ( الروتيل) وبداية تحويل الاناتاس الى روتيل مع ارتفاع درجة الحرارة بينما الطور الاساسى فى الفيلم المترسب هو الاناتاس وملاحظة ازاحة التيتانيوم كربيد الى زاوية اعلى تجاه التيتانيوم أوكسيد ومن خلال دراسة XPS analysis تبين ان الطور الفيزيائى الجديد هو التيتانيوم أوكسى كربيد حيث ان التيتانيوم كربيد تحول الى تيتانيوم أوكسى كربيد وتكوين جرافيت من خلال عملية Carbon segregation .
4- ومع ارتفاع درجة الحرارة الى 1000 درجة مئوية تبين التاثير الواضح لسطح الركيزة ( الاستانلس ستيل) بدرجة الحرارة العالية وتم اكسدة الاستيل وظهور اطوار فيزيائية اخرى مثل Fe2TiO4 وتحويل معظم الاناتاس الى روتيل حيث انه هو الطور الفيزيائى الرئيسى عند درجة الحرارة العالية وترسيب الفيلم فى شكل حبيبات كروية منتظمة الشكل اكبر من 1 um
5- اتضح من خلال الدراسة انه فى حالة استخدام الارجون كغاز حامل للابخرة عند درجات حرارة مختلفة تبين ترسيب كمية قليلة من الاناتاس مقارنة باستخدام الهيدروجين والنيتروجين كغازات حامله للابخرة. مما يدل على انه فى حالة استخدام الارجون فان عملية تكسير المصدر واحتمالية تكوين ثانى اوكسيد التيتانيوم اقل بكثير من استخدام الهيدروجين أو النيتروجين.
6- ظهور الاطوار الفيزيائية لكلا من TiN & Ti2N مع استخدام غاز النيتروجين كغار حامل للابخرة عند درجات حرارة 600 – 1000 درجة مئوية.
7- قياس اعلى صلادة(~ 350 HV50) لنظام Ti-O-C عند درجة حرارة 600 درجة مئوية نتيجة تكوين التيتانيوم كربيد.
8- قياس اعلى صلادة (~ 425 HV50) لنظام Ti-O-C-N عند درجة حرارة 750 درجة مئوية نتيجة ظهور التيتانيوم نيتريد.