5/14/2014 MİKRODALGA PLAZMA CVD YÖNTEMİ İLE TİTANYUM DİSKLER ÜZERİNDE ELMAS BİRİKTİRMESİNİN GELİŞTİRİLMESİ VE KARAKTERİZASYONU Çiğdem Kanbeş Dindar2 , Sezen Güven2, Seren Elifcan Kızışar2, Kenan Kakçı2 2Anadolu Abdullah Gül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Plazma Teknoloji Enerji Danış. Araş. Geliş. San. Mrk. ve Tic. Ltd. Şti, 06830, Gölbaşı/Ankara İçindekiler 1 Elmas ve özellikleri 2 PE-CVD Yöntemi 3 Teknik Özellikler 4 Proses Odasının Özellikleri ve Avantajları 5 Elmas Kaplama Mekanizması 6 Kullanım Alanları 7 Titanyum Yüzeylerinin Elmas Kaplanmasının Amacı 8 Elmas Karakterizasyonu 1 1 5/14/2014 Elmas Bilinen en sert maddelerden biridir ve değerli bir taştır. Elmas, bütün malzemeler arasında mekanik, fiziksel, kimyasal özellikleri bakımından benzersiz bir malzemedir. Bu nedenle son 50 yılda kaplama materyali olarak değerlendirilmesi gündeme gelmiştir. Özellikleri •En yüksek termal iletkenlik •En sert mineral •En mükemmel saydamlık •Yüksek elektriksel özdirenç •Erime noktası 3547°C’dir. 2 Mikrodalga Plazma Destekli Kimyasal Buhar Biriktirme Yöntemi (CVD) ile Elmas Kaplama Prosesi 3 2 5/14/2014 Teknik Özellikler • • • • • • • • • • • • MW güç: 1200-6000W, frekans: 2.45 GHz Besleme gazı kanallarının sayısı: 4 Sistem 0.3’ den 60 l/sa kadar gaz akışının ayarlanmasına olanak sağlar. Gaz proses basıncı: 30-250 Torr Gaz karışımları: temel- 𝐻2 /𝐶𝐻4 , 𝐻2 /𝐶𝐻4 /𝑂2 , 𝐴𝑟/𝐻2 /𝐶𝐻4 katkılama - 𝑁2, 𝐵 Örnek çapı (karakteristik): 100 mm Alt tabaka sıcaklığı: 500-1800°∁ Büyüme hızı: 8 µmikron/saat’ e kadar (polikristal) Görüntü kontrolü: 5 kuvars windows Oda: su soğutmalı paslanmaz çelik haznesi İşletim: Windows uyumlu CCDSys kontrol yazılımı operatörden herhangi bir etkileşim olmadan 1000 saat boyunca çalışma sağlar. Boyut: 1850(l)/1100(w)/1755(s) mm 4 1 İstenmeyen safsızlıkların bulunmaması 2 Panoramik pencere 3 Paslanmaz çelik oda 4 Bor ile güvenli katkılama Proses Odasının Özellikleri ve Avantajları 5 3 5/14/2014 Mikrodalga Plazma CVD Sistemlerinin Karşılaştırılması Reaktör modeli IPLAS CYRANNUSI6 (Almanya) SEKI AX5250 (Japonya) PLASSYS BJS150 (Fransa) Mikrodalga güç, frekans Gaz kanallarının sayısı Çalışma gazları, katkılama bileşenleri İşlem basıncı Alt tabakanın çapı Büyüme hızı Görüntü kontrolü 6 kW’ a kadar, 2,45 GHz 4 H2/CH4 10-100 Torr 100 mm’ye kadar 5 µm/s Perfore kalkan aracılığıyla 5 kW, 2,45 GHz 4 H2/CH4, Ar/H2/CH4 100 Torr’a kadar 100 mm’ye kadar 7 µm/s 4 kuvars Windows 6kW’ a kadar, 2,45 GHz 4 H2/CH4 Katkılama bileşenleri: N2, B 150 Torr 50 mm’ye kadar 6 µm/s Perfore kalkan aracılığıyla Oda tipi Kontrol sistemi Alüminyum su soğutmalı vakum oda Alüminyum su soğutmalı vakum oda 4 (akış hızı: 0.3-60l/s) H2/CH4, H2/CH4/O2 Ar/H2/CH4 Katkılama bileşenleri: N2, B 150 Torr’a kadar (Ar ile olan karışımda 250 Torr) 100 mm’ye kadar 8 µm/s kadar 5 kuvars Windows Bilgisayar destekli Kuvars vakum oda Bilgisayar destekli Su soğutmalı paslanmaz çelik vakum oda Bilgisayar destekli, sentez işlemi, Windows işletim sistemi ile uyumlu olan CCDSys programı tarafından kontrol edilir. ARDIS 100 (Rusya) 600W-6kW, 2,45 GHz Bilgisayar destekli 6 Elmas Kaplama Mekanizması Ayrışma Isıtma Gaz akışları ve kimyasal reaksiyonlar Difüzyon Yüzeysel reaksiyonlar Gaz fazında elmas oluşum reaksiyonları şeması Prosesler, CVD reaktöründe gerçekleşir. 7 4 5/14/2014 Kullanım Alanları 0.15 mm ölçekli CVD elmas kaplı mikrodrill’in SEM görüntüsü Cilalanmış pencere CVD elmas tabaka «beyaz» Güçlendirilmiş (takviyeli) hibrit kompozit Tek kristalli CVD elmas 4×4×0.5 mm3 Elmas kaplı titanyum diskler Lazer kesim 8 Elmas lensleri 3 mm’den 5 mm’ye kadar çapı olan ve çökme yüksekliği 380 µm olan elmas lensli iki inçlik CVD elmas wafer CVD elmas optik lens hazırlama prosesi [E. Woerner et al., Diamond and Related Materials 10 (2001) 557-560] 3.2 'den 5.2 mm’ kadar değişen odak uzunlukları ile son derece şeffaf CVD elmas lensler. 9 5 5/14/2014 Titanyum Yüzeylerinin Elmas Kaplanmasının Amacı • • • Diğer kaplama materyallere göre daha iyi olan tribolojik davranış özellikleri sayesinde ağız içi akrilik protez diş yüzeylerinde aşınma direncinin artırılması ve iyon salınımının engellenmesi amacıyla kullanılması. Yapılan araştırmalar sonucunda; PECVD tekniği ile depoze edilen DLC kaplamalar anlamlı ölçüde osseointegrasyon sağladığı ayrıca tükürüğe ve diğer ağız içi elemanlara karşı direnç gösterdiğinin belirtilmiş olması. Yapılan bir çalışmada; DLC kaplama yöntemi kullanılan ımplantlar için vida gevşeme yüklerini arttırmak. 10 Elmas Kaplanmış Titanyum Yüzeylerin Karakterizasyonu Raman Spektrumuna bakıldığında DLC yapıda olduğu görülmektedir. 11 6 5/14/2014 AFM İle Elmas Kaplı Titanyum Yüzeylerin Karakterizasyonu 3 BOYUTLU TOPOGRAFİ CROSS-SECTİON 12 TEŞEKKÜRLER 7
© Copyright 2024 Paperzz
