Kaasufaasin lämpötilan mittaus induktioplasmapinnoituksessa

Abstract

Plasmassa tapahtuvat CVD-pinnoitusprosessit (CVD, Chemical Vapor Deposition) ovat tieteellisesti ja teknisesti haastavia prosesseja, joita tutkitaan ja hyödynnetään nykyään monissa sovelluksissa. Plasman korkeiden lämpötilojen vuoksi monet tavallisesti käytetyt mittausmenetelmät eivät sovellu tällaisen prosessin analysointiin. Timantin ja timantin kaltaisten pinnoitteiden kasvattaminen on esimerkki CVD-menetelmillä viime aikoina saavutetuista lupaavista tuloksista. Kasvuprosessin tarkka malli ja optimaaliset olot eri menetelmissä ovat kuitenkin vielä hämärän peitossa. Työssä vertaillaan erilaisia pinnoitukseen soveltuvia CVD-menetelmiä ja esitellään pinnotteiden rakenteen karakterisointimenetelmiä; tarkemmin tutkitaan termisen induktioplasman käyttöä timanttipinnoituksessa. Lisäksi esitellään erilaisia emissio- ja laserspektroskooppisia menetelmiä plasman lämpötilan mittaamiseksi. Työn kokeellisissa osuudessa selvitetään prosessin kannalta tärkeän lämpötilarajakerroksen paksuus erilaisissa paine- ja virtausoloissa sekä arvioidaan tämän vaikutusta pinnoitteen kasvunopeuteen. /Kir11