XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Развитие нанотехнологий является приоритетным направлением в современной науке и технике. Метод электрического взрыва проводников (ЭВП) представляется одним из применяемых и перспективных способов получения напыляемых тонких пленок и мелкодисперсных порошков микронного и наноразмерного диапазона. В качестве примера использования метода ЭВП можно сослаться на работы [1-2].

Целью данной работы является получение и анализ микроразмерных металлических пленок и частиц, получаемых методом электровзрывного напыления (ЭВН) и электрического взрыва проводников (ЭВП) в воздушной атмосфере при протекании разрядного тока микросекундного временного интервала.

Получение тонких пленок и микрочастиц реализовывалось методом ЭВП проволочек различных металлов на аморфные и металлические подложки. Трехмерная визуализация получаемых металлических микроструктур осуществлялся универсальной двулучевой системой – Versa 3D. На микрофотографиях (рис. 1) представлены медные (Cu) тонкие пленки, а также показаны характерные размеры толщины (срез), измеренные в пределах локально произвольной площадки.

На рис. 2 представлена микрофотография металлической алюминиевой (Al) пленки на стальной подложке.

При этом следует отметить, что при таком режиме протекания взрыва возникают участки с полным отсутствием (4b) алюминиевого напыления (показано белыми стрелками), а также отсутствием в этой области металлических частиц микро и наноразмера. В данном случае можно говорить о получении тонких пленок, обладающих островковой электропроводностью. Металлические наноостровковые покрытия получали авторы [3] методом конденсации металла из паровой фазы (PVD-метод) в вакууме. Размеры островков в образцах получаемых пленок лежали в пределах , в нашем случае в локально расположенном участке пленки размеры островков составляли . В таблице № 1 показаны характерные размеры получаемых пленок.

Таблица №1.

Таким образом, в работе представлены результаты экспериментальных исследований процесса электрического взрыва металлических проводников (ЭВП), выполненных в виде медных и алюминиевых проволочек, продемонстрированы результаты получения тонких пленок методом электровзрывного напыления (ЭВН) и генерации металлических частиц микронного размера. Электрический взрыв проводников протекал в микросекундном временном интервале в не согласованном режиме, при этом наблюдались мелкодисперсные частицы размерами меньше микронного масштаба и тонкие пленки толщиной сотни нанометров.

Литература.

Суркаев А.Л. Возникновение магнитогидродинамических возмущений в металлических проводниках при протекании импульса разрядного тока // ЖТФ, 2015, Т. 85, В. 7. С. 37– 44.

Суркаев А.Л. Элементы физики высокоэнергетических импульсных процессов в конденсированных средах / Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2015 – 157 с.

Томилин С.В., Бержанский В.Н., Милюкова Е.Т., Томилина О.А., Яновский А.С. / Получение наноостровковых пленок Sn, Al, Cu и исследование их электропроводящих свойств // Физика твердого тела, 2017, том 59, вып. 4. С. 639 – 647.