تحضير أغشية رقيقة من نتريد النيوبيوم بطريقة الرشرشة المغنترونية ودراسة تأثير الاستطاعة في الخواص البنيوية والميكانيكية والكيميائية لهذه الأغشية
الكلمات المفتاحية:
أغشية رقيقة، نتريد النيوبيوم، الاستطاعة، القساوة الميكروية، مقاومة التآكلالملخص
جرى توضيع أغشية رقيقة من نتريد النيوبيوم (NbN) على ركائز من السيلكون Si (100)والفولاذ المقاوم للصدأ (AISI 304) باستخدام تقنية الرشرشة المغنترونية المُولدة بتيار مستمر (DC magnetron sputtering) عند قيم متغيرة للاستطاعة من 100 watt إلى 150 watt، حيث كانت المسافة بين الهدف والركازة 5 Cm ودرجة حرارة الركازة 1000C، انطلاقاً من هدف من معدن النيوبيوم (Nb). اُستخدم المجهر الالكتروني الماسح (SEM) لتحديد الثخانة، ووُجد ازدياد معدل التوضيع مع ازدياد الاستطاعة.
دُرس تأثير تغير الاستطاعة في جودة التبلور والنسيج البنيوي باستخدام تقنية انعراج الأشعة السينية (XRD)، حيث أُثبت وجود الطور البلوري (δ–NbN)FCC وحُسب حجم الحبيبات، والذي ينخفض مع ازدياد الاستطاعة. حُدد التركيب الكيميائي للأغشية المحضرة باستعمال مطيافية التبعثر الطاقي للأشعة السينية(EDX) . تُبين الدراسة بأن القساوة الميكروية للأغشية تعتمد بشكل كبير على حجم الحبيبات، وتزداد قساوة هذه الأغشية مع ازدياد الاستطاعة (بمقدار12% تقريباً).
أشارت النتائج إلى أن الأغشية المحضرة بتقنية الرشرشة المغنترونية تتمتع بمقاومة تآكل أكبر للوسط الأكال (محلول السيروم الملحي ذي التركيز 0.9%NaCl التي تتعرض له الصواني المثقبة الموجودة في مرحلة التعقيم في خط صناعة السيرمات) مقارنةً مع الركائز لدى اختبارها بجهاز التآكل الكهروكيميائي وباستخدام تقنية الجهد الديناميكي (منحنيات تافل). لُوحظ ازدياد في مقاومة التآكل لنتريد النيوبيوم المُوضع على ركائز من الفولاذ المقاوم للصدأ (AISI 304) مع ازدياد الاستطاعة، ويُعزى ذلك إلى انخفاض حجم الحبيبات بمقدار 8% تقريباً.
التنزيلات
