СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ПРИСУТСТВИЯ ПАРОВ МАСЛА В ОБЪЕМЕ ВАКУУМНОЙ КАМЕРЫ Российский патент 2016 года по МПК C23C14/02 

Предлагаемое изобретение относится к области технологии нанесения вакуумных покрытий на оптические детали.

Известен способ обработки оптических поверхностей деталей [1], заключающийся в распылении материала детали потоком ионов, направленным под углом к обрабатываемой поверхности при одновременном ее вращении.

Перед распылением на материал детали потока ионов проводят ее нагрев до температуры, соответствующей температуре нагрева ионным источником, но не превышающей температуру отжига, со скоростью, не превышающей пороговую скорость нагрева материала детали, а распыление прекращают при визуальном обнаружении однородного свечения детали и ореола вокруг нее.

Контроль поверхности детали осуществляют с помощью микроскопа с увеличением порядка 100^*, который вмонтирован в вакуумную камеру и позволяет, не разгерметизируя вакуумную камеру, проводить контроль поверхности оптической детали.

Известный способ обработки оптических поверхностей деталей относится к производству оптических деталей, в частности к финишной обработке полированных оптических деталей, и направлен на повышение качества обработки оптических поверхностей.

Известен способ определения чистоты поверхности подложки для тонкопленочных резисторов [2], который направлен на повышение эффективности за счет выявления загрязнений в виде натиров капролона и паров масла и упрощения процесса.

Способ включает нанесение на анализируемую поверхность материала, выделяющего места загрязнения подложки, и проведение последующего визуального контроля.

Нанесение материала проводят путем термического испарения в вакууме, в качестве материала, выявляющего места загрязнения подложки, используют окись кадмия или материал, содержащий окись кадмия, а визуальный контроль осуществляют по различиям цветовой окраски чистых и загрязненных участков поверхности.

Недостаток известного способа заключается в недостаточной достоверности определения чистоты поверхности подложки, что не исключает возможности попадания такой партии подложек в технологический процесс изготовления резисторов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ формирования жаростойкого нанокомпозитного покрытия [3], который включает очистку изделий и вакуумной камеры в тлеющем разряде в среде инертного газа, ионное травление и нанесение покрытия методом физического осаждения из паровой фазы, при этом перед нанесением покрытия проводят ионно-плазменную цементацию с последующим ионным травлением, которую осуществляют путем подачи в камеру углеродсодержащего газа и нагрева изделия с помощью не менее двух магнетронов, работающих в дуальном режиме, чередование цементации с ионным травлением осуществляют в N этапов, а нанесение покрытия осуществляют последовательным формированием чередующихся слоев из не менее одного микрослоя, состоящего из хрома и сплава алюминия с кремнием, общей толщиной 1,9-2,8 мкм, и не менее одного микрослоя, состоящего из оксидов хрома, алюминия и кремния, общей толщиной 0,4-1,6 мкм, полученных при подаче в камеру кислорода, причем указанные микрослои состоят из нанослоев упомянутых материалов толщиной 1-100 нм, образованных при последовательном прохождении изделия перед магнетронами с мишенями из хрома и сплава алюминия с кремнием.

Известное изобретение относится к области машиностроения, в частности к методам образования защитных покрытий на деталях, подверженных высоким температурам и механическим нагрузкам.

К недостаткам известного изобретения можно отнести недостаточное качество нанесенного покрытия.

Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение качества напыленных покрытий на поверхности оптических деталей.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого способа нанесения вакуумного покрытия на оптические детали, который, как и прототип, включает подготовку поверхности оптических деталей, которая заключается в очистке поверхности, загрузку оптических деталей в вакуумную камеру, откачку воздуха из вакуумной камеры, обработку оптических деталей в тлеющем разряде и напыление покрытия.

В отличие от прототипа в предлагаемом способе до загрузки оптических деталей в вакуумную камеру производят оперативную диагностику нежелательного присутствия паров масла в подколпачном объеме вакуумной камеры, для чего в вакуумную камеру помещают очищенную контрольную стеклянную пластину, производят откачку воздуха из вакуумной камеры, контрольную стеклянную пластину извлекают наружу, половину ее поверхности протирают оптической смесью для удаления возможно осевшей масляной пленки, далее обеспечивают конденсацию влаги на исследуемую поверхность, визуально сравнивают обе части поверхности, и при обнаруженном различии внешнего вида поверхностей двух половинок контрольной стеклянной пластины выявляют наличие масляной монопленки на непротертой половинке поверхности, что сигнализирует о недопустимости загрузки в вакуумную камеру оптических деталей и необходимости принятия соответствующих технологических мер.

Проникновение паров масла насосов в подколпачный объем вакуумной камеры приводит к их конденсации на поверхности оптических деталей (подложек) и является доминирующей причиной брака в виде отслаивания напыленных покрытий.

Сущность предлагаемого способа диагностики присутствия паров масла в объеме вакуумной камеры перед нанесением вакуумного покрытия на оптические детали заключается в оперативной, без применения специальной аппаратуры, диагностике присутствия паров масла в объеме вакуумной камеры, которые снижают адгезию напыляемых слоев и приводят к браку в виде отслаивания напыленных покрытий.

Это достигается тем, что перед загрузкой оптических деталей в вакуумную камеру помещают очищенную контрольную стеклянную пластину, осуществляют откачку воздуха из вакуумной камеры, извлечение наружу контрольной стеклянной пластины, протирание половины ее поверхности оптической смесью для удаления осевшей масляной пленки и обеспечивают конденсацию влаги на исследуемую поверхность контрольной стеклянной пластины, затем проводят визуальное сравнение обеих частей поверхности и при различии внешнего вида поверхностей двух половинок контрольной стеклянной пластины диагностируют наличие масляной пленки на непротертой половинке поверхности стеклянной пластины, которое указывает на недопустимость загрузки в вакуумную камеру оптических деталей для нанесения покрытия.

Техническим результатом изобретения является повышение качества напыленных покрытий на поверхности оптических деталей.

Предлагаемый способ нанесения вакуумного покрытия на оптические детали осуществляется следующим образом.

Способ основан на зависимости коэффициента смачивания поверхности от состояния поверхности.

До загрузки оптических деталей в вакуумную камеру производят оперативную диагностику нежелательного присутствия паров масла в подколпачном объеме вакуумной камеры, для чего в вакуумную камеру помещают очищенную контрольную стеклянную пластину, производят откачку воздуха из вакуумной камеры.

Контрольную стеклянную пластину извлекают наружу, половину ее поверхности протирают оптической смесью для удаления возможно осевшей масляной пленки, далее обеспечивают конденсацию влаги на исследуемую поверхность, визуально сравнивают обе части поверхности и при обнаруженном различии внешнего вида поверхностей двух половинок контрольной стеклянной пластины выявляют наличие масляной монопленки на непротертой половинке поверхности, что сигнализирует о недопустимости загрузки в вакуумную камеру оптических деталей и необходимости принятия соответствующих технологических мер.

При отсутствии выявленных следов масла на поверхности контрольной стеклянной пластины производят очистку оптических деталей, загрузку их в вакуумную камеру, откачку воздуха из вакуумной камеры, обработку деталей в тлеющем разряде и напыление покрытия.

Перед напылением как металлических, так и диэлектрических покрытий на оптические детали проверяют состояние вакуумной системы для исключения возможного брака в виде отслоения нанесенного покрытия.

Наибольшее значение предлагаемый способ имеет при напылении покрытий из тугоплавких окислов в связи с невозможностью их стравливания для повторного напыления.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. SU, авторское свидетельство на изобретение №1566785, МПК: C23C 14/46, опубл. 10.01.1996 г.

2. РФ, патент №1565064, МПК: C23C 14/02, опубл. 30.08.1994 г.

3. РФ, патент №2549813, МПК: C23C 14/02, C23C 14/06, опубл. 27.04.2015 г. - прототип.

Изобретение относится к области технологии нанесения вакуумных покрытий на оптические детали. Способ диагностики присутствия паров масла в объеме вакуумной камеры перед нанесением вакуумного покрытия на оптические детали включает помещение перед загрузкой оптических деталей в вакуумную камеру очищенной контрольной стеклянной пластины, откачку воздуха из вакуумной камеры, извлечение наружу контрольной стеклянной пластины, протирание половины ее поверхности оптической смесью для удаления осевшей масляной пленки и обеспечение конденсации влаги на исследуемую поверхность контрольной стеклянной пластины. Затем проводят визуальное сравнение обеих частей поверхности и при различии внешнего вида поверхностей двух половинок контрольной стеклянной пластины диагностируют наличие масляной пленки на непротертой половинке поверхности стеклянной пластины, которое указывает на недопустимость загрузки в вакуумную камеру оптических деталей для нанесения покрытия. Обеспечивается повышение качества напыленных покрытий на поверхности оптических деталей.

Способ диагностики присутствия паров масла в объеме вакуумной камеры перед нанесением вакуумного покрытия на оптические детали, отличающийся тем, что перед загрузкой оптических деталей в вакуумную камеру помещают очищенную контрольную стеклянную пластину, осуществляют откачку воздуха из вакуумной камеры, извлечение наружу контрольной стеклянной пластины, протирание половины ее поверхности оптической смесью для удаления осевшей масляной пленки и обеспечивают конденсацию влаги на исследуемую поверхность контрольной стеклянной пластины, затем проводят визуальное сравнение обеих частей поверхности и при различии внешнего вида поверхностей двух половинок контрольной стеклянной пластины диагностируют наличие масляной пленки на непротертой половинке поверхности стеклянной пластины, которое указывает на недопустимость загрузки в вакуумную камеру оптических деталей для нанесения покрытия.