Нова студија у часопису Диамонд анд Релатед Материалс фокусира се на нагризање поликристалног дијаманта са ФеЦоБ нагризањем за формирање узорака. Као резултат ових побољшаних технолошких иновација, дијамантске површине се могу добити без оштећења и са мање дефеката.
Истраживање: Просторно селективно нагризање дијаманта у чврстом стању коришћењем ФеЦоБ са фотолитографским узорком. Кредит за слику: Бјорн Вилезиц/Схуттерстоцк.цом
Кроз процес дифузије у чврстом стању, ФеЦоБ нанокристални филмови (Фе:Цо:Б=60:20:20, атомски однос) могу постићи циљање решетке и елиминацију дијаманата у микроструктури.
Дијаманти имају јединствене биохемијске и визуелне квалитете, као и високу еластичност и снагу. Његова екстремна издржљивост је важан извор напретка у ултра прецизној машинској обради (технологија окретања дијаманата) и пут до екстремних притисака у распону од стотина ГПа.
Хемијска непропусност, визуелна издржљивост и биолошка активност повећавају могућности дизајна система који користе ове функционалне квалитете. Диамонд је стекао име у области мехатронике, оптике, сензора и управљања подацима.
Да би се омогућила њихова примена, везивање дијаманата и њихова шара стварају очигледне проблеме. Реактивно јонско нагризање (РИЕ), индуктивно спрегнута плазма (ИЦП) и јеткање индуковано електронским снопом су примери постојећих процесних система који користе технике јеткања (ЕБИЕ).
Дијамантске структуре се такође креирају коришћењем техника обраде ласерског и фокусираног јонског снопа (ФИБ). Циљ ове технике израде је да се убрза раслојавање, као и да се омогући скалирање на великим површинама у узастопним производним структурама. Ови процеси користе течне нагризајуће материје (плазма, гасови и течни раствори), што ограничава геометријску сложеност која се може постићи.
Овај револуционарни рад проучава аблацију материјала хемијским стварањем паре и ствара поликристални дијамант са ФеЦоБ (Фе:Цо:Б, 60:20:20 атомских процената) на површини. Главна пажња је посвећена креирању ТМ модела за прецизно гравирање структура метарских размера у дијамантима. Основни дијамант је везан за нанокристални ФеЦоБ топлотном обрадом на 700 до 900°Ц у трајању од 30 до 90 минута.
Нетакнут слој узорка дијаманта указује на поликристалну микроструктуру испод. Храпавост (Ра) унутар сваке поједине честице била је 3,84 ± 0,47 нм, а укупна храпавост површине 9,6 ± 1,2 нм. Храпавост (унутар једног дијамантског зрна) имплантираног металног слоја ФеЦоБ је 3,39 ± 0,26 нм, а висина слоја је 100 ± 10 нм.
Након жарења на 800°Ц током 30 мин, дебљина површине метала се повећала на 600 ± 100 нм, а храпавост површине (Ра) је порасла на 224 ± 22 нм. Током жарења, атоми угљеника дифундују у слој ФеЦоБ, што доводи до повећања величине.
Три узорка са слојевима ФеЦоБ дебљине 100 нм загревана су на температурама од 700, 800 и 900°Ц, респективно. Када је температурни опсег испод 700°Ц, не постоји значајна веза између дијаманта и ФеЦоБ, а врло мало материјала се уклања након хидротермалне обраде. Уклањање материјала је побољшано до температура изнад 800 °Ц.
Када је температура достигла 900°Ц, брзина нагризања се повећала два пута у поређењу са температуром од 800°Ц. Међутим, профил урезане регије се веома разликује од профила имплантираних секвенци угриза (ФеЦоБ).
Шема која приказује визуелизацију нагризања у чврстом стању за креирање узорка: Просторно селективно нагризање дијаманта у чврстом стању коришћењем ФеЦоБ са фотолитографским узорком. Кредит за слику: Ван З. и Сханкар МР ет ал., Дијаманти и сродни материјали.
ФеЦоБ узорци дебљине 100 нм на дијамантима обрађени су на 800°Ц 30, 60 и 90 минута, респективно.
Храпавост (Ра) гравираног подручја је одређена као функција времена одзива на 800°Ц. Тврдоћа узорака након жарења у трајању од 30, 60 и 90 минута износила је 186±28 нм, 203±26 нм и 212±30 нм, респективно. Са дубином нагризања од 500, 800 или 100 нм, однос (РД) храпавости урезане површине према дубини нагризања је 0,372, 0,254 и 0,212, респективно.
Храпавост урезане површине се не повећава значајно са повећањем дубине урезивања. Утврђено је да је температура потребна за реакцију између дијаманта и ХМ јеткача већа од 700°Ц.
Резултати студије показују да ФеЦоБ може ефикасно уклонити дијаманте много брже него само Фе или Цо.
Време објаве: 31.08.2023