Vaikutus Arc Lähde Nykyinen kitka kerroin Tin Films

Kalvon kitkakertoimen pienentäminen lisää kulutuskestävyyttä, mikä voi pidentää työkappaleen käyttöikää. Edellä olevista tuloksista, ja näemme, että kaaren lähdevirta vaikuttaa suuresti kalvon pinnan laatuun, ja sillä on siten merkittävä vaikutus kitkakertoimeen.

Kuvio 1 esittää kalvon tribologisten ominaisuuksien käyrää ja valokaaren lähdevirran ja kitkakertoimen välistä suhdetta. Kuten kuviossa esitetään, kalvon kitkakerroin kasvaa asteittain, kun kaaren lähdevirta kasvaa. Suurilla virroilla kaaren lähdekohdassa on korkeampi lämpötila, jolloin saadaan enemmän makroskooppisia hiukkasia ja klustereita, ja nämä hiukkaset tai klusterit kulkevat suurempaan energiaan, ja muut hiukkaset eivät helposti estä niitä siirtymästä valokaaren lähdekohdasta substraattiin ( näyte). Lämpötila on korkea, kun ne päästävät substraatin pintaan (näyte), joten pinnan diffuusio on nopeaa ja kalvon kerrostumisnopeus on myös nopea. Näiden suurten partikkelien läsnäolo johtaa lopullisen päällystetyn kalvon pinnan karhealle pinnalle, koska hiukkaset ovat suuria kooltaan ja määrältään. Siksi samoissa olosuhteissa huippuvirtapinnoitetun TiN-kalvon kitkakerroin on suurempi kuin pienikoneella päällystetyn kalvon kitkakerroin.

a) I = 40A; b) I = 70A; c) I = 80A; d) I = 90A; e) kiillotettu ruostumattomasta teräksestä valmistettu substraatti; f) kaaren lähdevirran ja kalvon kitkakertoimen välinen suhde

Kuva 1 Erilaisten valokaari-virtausten ja kiillotettujen suurnopeusjyrsinten päällystettyjen kalvojen kitkumerkkien käyrä

Kalvon tribologisen ominaiskäyrän perusteella voidaan havaita, että kun valokaari-lähdevirta on 40 A, TiN-kalvon kitkavoima on alhainen, mutta kun kaaren lähdevirta kasvaa, kalvon pinnan laatu heikkenee johtuen pisaroiden lisääntyminen ja kitkavoima kasvoivat. Aluksi tärinän vuoksi jotkin käyrät vaihtelevat, mutta vähitellen vakautuvat ajan kuluttua.

Vertaamalla valokaaren lähdevirran 40 A: n kanssa päällystettyjen kalvojen kitkakäyriä ja kiillotetun suurnopeusjyrsin kitkakäyriä, voidaan havaita, että kalvon kitkavoima on pienempi kuin kiillotetun nopean teräksen, TiN-ohutkalvon pinta, joka on sijoitettu matalavirtaan, on kooltaan ja määrältään pieni, karheus on alhainen. Virran lisääntymisen myötä päällystetyn TiN-kalvon kitka vastaavasti kasvaa, mikä tarkoittaa, että suurella virtauksella päällystetyn ohutkalvon pinnan laatu heikkenee. Lisäksi nämä käyrät voivat myös heijastaa eroa käyrän siirtymisestä alusta olevasta epävakaasta vyöhykkeestä vakaaseen vyöhykkeeseen. Kun I = 40 A, siirtymäalue on hyvin lyhyt. Kiillotetun nopean teräksen siirtymäkäyrä on tasainen ja sileä. Kun virta kasvaa, siirtymäalueen käyrä vähitellen muuttuu jyrkäksi, mikä, kuten edellä on jo mainittu, on pisaran partikkeleiden vaikutus kalvon pinnalle.

Kitkaominaiskäyrän muutoksiin on olemassa tiettyjä sääntöjä. Aluksi kalvon pinta altistuu äkilliselle voimalle, ja iskupäästöt vaikuttavat pisaran hiukkasiin. Koska nämä pisarapartikkelit tarttuvat vain kalvon pintaan, ne helposti irrotetaan ja kitka on suhteellisen pieni. Tämän jälkeen kitkavoima toimii vuorovaikutuksessa suuren pisaran hiukkasten kanssa, jotka on haudattu syvälle kalvoon, näitä pisaroituneita hiukkasia ei helposti irtoa, joten kitka yhtäkkiä nousee ja vakiintuu sitten. Kalvoon upotetut pisarat liittyvät kaaren lähdevirtaan. Jos kaaren lähdevirta on pieni, pisarat ovat pieniä kooltaan ja määrältään, joten kalvoon pi- tuvat pisarat ovat myös pieniä ja kalvon pieni kitkavoima. Kun kaaren lähdevirta kasvaa, pisarat kasvavat ja kasvavat, joten kitkavoima kasvaa.