Předmět Plazmové technologie úpravy materiálů (KMT / PTU)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu KMT / PTU - Plazmové technologie úpravy materiálů, Fakulta strojní, Technická univerzita v Liberci (TUL).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

P Ř E D N Á Š K Y1. Kinetické teorie plynůAtomová hmotnost, Avogadrovo číslo, termický pohyb, srážková frekvence, střední volná dráha, přenos energie při srážce, Boltzmannovo rozdělení, střední kvadratická rychlost, střední energie, stavové veličiny a jejich souvislost s mikroskopickými - teplota, tlak, proudění plynu, viskózní a molekulární tok. Čerpací rychlost a průtok plynu. Doba pobytu částice v reaktoru (residence time).2. PlazmaCharakteristika plazmatu, izotermické a neizotermické plazma, kvazineutralita. Veličiny charakterizující plazma: teplota elektronů, teplota iontů, plazma potenciál, koncentrace nabitých částic, stupeň ionizace. Kolektivní působení, Debyevský poloměr, Interakce plazma - stěna, tvorba přístěnové vrstvy (sheath). Plazmové oscilace, plazmová elektronová a iontová frekvence. Transportní procesy. Difuze, ambipolární difuze. Základní principy vysokoteplotního plazmatu. Metody jeho získávání, udržení a využití. Diagnostika plazmatu.3. Princip plazmových procesůPrincip plazmochemických reakcí. Srážkový průřez, pružné a nepružné srážky. Typy srážek: ionizace, excitace, deexcitace, srážky tří částic, rekombinace, Penningovská ionizace, disociace, charge transfer, záchyt elektronu, superelastické srážky. Metastabilní částice, reakce za přítomnosti metastabilních částic, celkový srážkový průřez.4. Elektrické výboje 1 - stejnosměrné výbojeRozdělení výbojů. Voltampérová charakteristika výboje, rozvrstvení výboje. Towsendova teorie výboje. Katodová oblast, charakteristika, rozdělení. Tok částic, Child-Langmuirův zákon. Procesy ve vrstvě - ionizace, charge exchange. Procesy na povrchu katody. Emise iontů, elektronů. Anodová oblast - struktura, procesy, plasma bulk - struktura, procesyelektronová distribuční funkceVysokotlaké výboje - rozdělení, charakteristika. Obloukový výboj, koronový výboj.5. Elektrické výboje 2 - střídavé a mikrovlnné výbojeStřídavé výboje. Rozdělení střídavých výbojů - nízkofrekvenční, vysokofrekvenční a mikrovlnný. Charakteristika jednotlivých výbojů. Vysokofrekvenční výboj - náhradní schéma výboje, kapacitně a stejnosměrně vázaný výboj, vznik self-bias Plazma potenciál RF výboje. Symetrický a nesymetrický výboj. Přenos energie do výboje. Elektronová distribuční funkceInduktivní výboj, základní charakteristika, stavební prvky vysokofrekvenčního výboje, přizpůsobení.Mikrovlnné výboje. Problematika přenosu energie do plazmatu - porovnání mikrovlnného vysokofrekvenčního výboje. Princip mikrovlnné excitace plazmatu - povrchová vlna, elektronová cyklotronová rezonance.6. Typy plazmových procesůTypy procesů, rozdělení. základy PVD a CVD procesů. Chemická rovnováha, reakce více částic, vliv proudění, difúzně řízená reakce, povrchově řízená reakce.7. Plazmové reaktory 1Reaktor pro termické CVD, planární reaktor, cylindrický reaktor, vysokofrekvenční reaktory, mikrovlnné reaktory, down-stream reaktor. Vliv proudění plynu na CVD procesy. Gaseous Conference Reference Cell. Nízkotlaký plasma-jet.8. Plazmové reaktory 2Využití magnetického pole k udržení plazmatu. ECR-reaktor. Magnetrony a jejich modifikace.9. Procesy probíhající za atmosférického tlakuReaktory pracující při atmosférickém tlaku. Nízkoteplotní a vysokoteplotní reaktory. Využití koronového a pochodňového výboje. Doutnavý výboj za atmosférického tlaku. Využití obloukového výboje. Plazmový nástřik.10. Plazmové leptáníZákladní princip. Využití v elektronickém průmyslu - leptání Si a SiO2. Plazmové čištění povrchů.11. Plazmová modifikace povrchůZvýšení tvrdosti povrchu kovových materiálů. Plazmová nitridace, plazmová oxidace. Změna povrchové energie polymerních povrchů. Úpravy smáčivosti, úpravy chemického složení povrchu, navázání funkčních skupin. Plazma grafting.12. Plazmové naprašování.Interakce iontu s povrchem. Sputtering yield, energetické rozdělení rozprášených atomů. Kontaminace terče.13. Plazma CVD a plazmová polymerizace.Základy kinetiky plazmové polymerizace, Yasudův parame

Získané způsobilosti

Základní přednáška zaměření fyzikální technologie. Posluchač získá fundamentální poznatky elementárních jevů v ionizovaném prostřední a z elektrických výbojů. Důraz je kladen na nízkoteplotní průmyslově využívané plazma..

Literatura

KRACÍK:. Elektrické výboje. J. REECE ROTH. Industrial Plasma Engineering: Applications. Institute of Physics Pub 2001, 2001. J.L.VOSSEN, W.Kern:. Thin Film Processes. Academic Press 1978. Academic Press, 1978. F.F.CHEN. Úvod do fyziky plazmatu. Academia Praha. VLČEK:. Úvod do fyziky plazmatu. Skripta. Plzeň, ZČU - FAV.

Požadavky

Podmínkou udělení zápočtu je aktivní účast na cvičeníchZkouška z předmětu je ústní.

Garant

prof. Ing. Petr Louda, CSc.

Vyučující

prof. Ing. Petr Louda, CSc.prof. Ing. Petr Louda, CSc.