автореферат диссертации по электронике, 05.27.06, диссертация на тему:Исследование влияния сорбата остаточных газов на работоспособность элементов вакуумного технологического оборудования

На правах рукописи УДК 621 004 6

КОНОВАЛОВ ВЛАДИМИР ВЯЧЕСЛАВОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СОРБАТА ОСТАТОЧНЫХ ГАЗОВ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ ВАКУУМНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Специальность 05 27 06 — Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов элекхроннои техники

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-"^иоаио

Москва, 2007

003059001

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете им Н Э Баумана

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Деулин Евгений Алексеевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Буяновский Илья Александрович

доктор физико-математических наук, профессор Зайцев Александр Иванович

Ведущая организация - ОАО «НПО Геофизика НВ»

Защита состоится « 19 » -¿¿СсЛ_2007 г на заседании

диссертационного совета Д 212 141 18 в Московском государственном техническом университете им Н Э Баумана по адресу 105005, Москва, 2-я Бауманская ул , д 5

Телефон для справок (495) 267-0963

Ваш отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направить по указанному адресу

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им Н Э Баумана

?

Автореферат разослан« » апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, доцент ( л

Цветков Юрий Борисович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

С развитием вакуумных технологий происходит все большая концентрация технологических операций в единой вакуумной технологической линии что влечет за собой увеличение числа различных механизмов, служащих для перемещения, позиционирования изделий, а также выполнения технологических операций Эти механизмы должны работать в вакууме и при этом должны иметь низкий износ и не нарушать весьма жесткие требования к чистоте технологической среды, как по общему давлению, так и по парциальным давлениям различных активных газов, особенно углеводородов, оксидов углерода и паров воды Так в установках молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) число кинематических пар достигает нескольких десятков, а требуемое предельное остаточное давление составляет рост= 5 109 Па, допустимое рабочее давление Рдоп=6 6 108 Па и парциальные давления активных газов Н2 - 3 108 Па, Н20 -2,6 Ю"10 Па, СО - 1 3 Ю"10 Па, N. - 2 10"8 Па, С02 - 1 3 10"'° Па

Состав остаточных газов в сверхвысоком вакууме в значительной мере состоит из водорода, а в высоком вакууме - из водорода и паров воды, взаимодействие которых с материалами вакуумных технологических систем может приводить к ряду негативных явлений, таких как водородный износ, образование углеводородов, гидридов и т п, которые приводят к ухудшению качества остаточной среды, способствуют снижению работоспособности оборудования и увеличению издержек производства, связанных с заменой изношенных узлов

Процессы взаимодействия остаточных газов с поверхностями при трении и изнашивании пар трения механизмов, работающих в вакууме, рассматривались в работах Александровой А Т , Папко В М , Деулина Е А , Кужмана А Г и других исследователей Режимы обезгаживания стенок вакуумных камер и внутрикамерной оснастки представлены табличными значениями в справочниках по вакуумной технике Однако, существенное влияние на фрикционные характеристики пар трения и процессы газовыделения в вакууме оказывают сорбированные на поверхности остаточные газы и особенно газы, содержащие водород В известных научных работах эти аспекты работоспособности элементов вакуумного технологического оборудования изучены недостаточно

Поэтому, целью работы является повышение работоспособности пар трения и уточнение режимов обезгаживания элементов вакуумного технологического оборудования путем изучения влияния на эти процессы сорбции остаточных газов

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи

- уточнить источники, определяющие газообмен при трении в вакууме и обезгаживании элементов вакуумного технологического оборудования,

- разработать модель, связывающую наводораживание металлических элементов вакуумного оборудования с физическими характеристиками материалов и условиями процесса трения в вакууме,

- разработать методику экспериментальных исследований для определения параметров наводораживания металлов при трении и при выдержке в водо-родосодержащей остаточной атмосфере или во влажной среде,

- разработать стенд и провести экспериментальные исследования процессов газообмена при трении и обезгаживании поверхностей в вакууме,

- разработать методику расчета газовых потоков в кинематических парах и на свободных поверхностях элементов вакуумных систем с учетов влияния сорбата остаточных газов

Методы исследований

Теоретические исследования проводились на основе теории теплопроводности, теории адсорбции, теории диффузии в металлах, базировались на основных положениях тепло- массопереноса Экспериментальные исследования включали методы вторично-ионной масс-спектроскопии (ВИМС) и ОЖЕ-анализа для исследования химического состава поверхности и распределения элементов по глубине до 10 мкм Для создания методик расчета процессов наводораживания применялись методы физико-математического моделирования процессов тепло- и массообмена в приповерхностных слоях фрикционных пар

В ходе исследований применялись компьютерные методы - регистрация измеряемых параметров с использованием быстродействующих аналого-цифровых преобразователей (АЦП), расчеты моделей процессов тепло- и газообмена с использованием современных компьютерных программных пакетов

для символьных вычислений, использование современной цифровой фототех-2

ники для регистрации процесса фрикционного взаимодействия в ходе экспериментальных исследований Научная новизна

1 Впервые показано, что на работоспособность механизмов, работающих в вакууме, существенное влияние оказывает «наводораживание» материалов кинематических пар, а главным источником растворенного водорода и его изотопов являются адсорбированные слои молекул, в основном воды, на поверхностях пар трения

2 Выявлена взаимосвязь процессов диффузии составляющих сорбата остаточных газов с концентрацией растворенного в приповерхностных слоях водорода для зоны свободной поверхности и зоны контакта для пар трения

3 Разработана математическая модель изменения во времени потока газовыделения при прогреве элементов вакуумных систем, необходимая для уточнения режимов обезгаживания стенок вакуумной камеры и внутрикамерной арматуры

Практическая ценность

Разработана оригинальная методика исследования процессов газообмена в парах трения механизмов, работающих в вакууме, основанная на искусственном наводораживании материалов кинематических элементов

Разработана методика выбора режимов обезгаживания элементов вакуумных систем, учитывающая влияние сорбата остаточных газов и позволяющая дополнить имеющиеся справочные данные по газовыделению прогреваемых вакуумных материалов

Создан компактный вакуумный трибометр оригинальной конструкции, позволяющий проводить исследования вакуумных и фрикционных характеристик материалов в условиях сверхвысокого вакуума Апробация работы

Результаты работы докладывались и обсуждались на заседаниях каферды

МТ-11 «Электронные технологии в машиностроении» МГТУ им Н Э Баумана,

на 5-й и Международной конференции «Вакуумная наука и техника» (Гурзуф,

1998), Международной трибологической конференции «1ТС-2СЮ0» (г Нагасаки,

Япония), 9-м Симпозиуме по трибологии «Ж)1ШТШВ-2000» (г Порвоо, Фин-

лядния), Объединенной вакуумной конференции «1УС-8», Конференции

3

«Ярофри-2000» (г Ярославль, 2000), Конференции «SIMS Europe - 2000» (г Мюнстер, Германия), 2-м Международном Трибологическом Конгрессе «WTC-2001» (г Вена, Австрия), 7-й Европейской вакуумной конференции «ЕУС-7» (г Мадрид, Испания), Объединенном Русско-Японском семинаре по нанотехнологии «Future trends in tribology 2002» (г Москва), 16-м Международном вакуумном конгрессе «IVC-16» (г Венеция, Италия, 2004) и др

Разработанный в рамках данной работы вакуумный трибометр использовался при проведении экспериментальных исследований в соответствии с Соглашением № 724-2066434/2001-05 от 14 09 2001 между CSIC, г Мадрид, Испания и МГТУ им Н Э Баумана Получен акт о внедрении

Публикации. Основное содержание работы отражено в 11 печатных работах

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов по работе, библиографического списка использованной литературы из 81 наименования и изложена на 135 страницах машинописного текста, включает в себя 49 рисунков и 14 таблиц

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность, определена цель и поставлены задачи работы, сформулирована научная новизна и основные научные положения, выносимые на защиту

В первой главе приведен анализ влияния процессов газообмена на работоспособность вакуумного технологического оборудования Показано, что отличительной особенностью вакуумного и особенно сверхвысоковакуумного технологического оборудования, является фактор, связывающий производительность такого оборудования с процессами газовыделения и газопоглощения газов поверхностями или процессами газообмена Процессы взаимодействия «газ-поверхность» проявляются в вакуумном оборудовании не только как процессы «газовыделения» в рабочий вакууммированный объем, но и как процессы «газопоглощения» поверхностями оборудования Анализ исследований Полякова, Гаркунова и др показывает, что насыщение приповерхностных слоев металлов водородом является причиной так называемого «водородного износа» пар трения Для вакуумного и сверхвысоковакуумного оборудования, процессы 4

насыщения приповерхностных слоев водородом могут являться еще и причиной отказов оборудования по критерию превышения допустимого давления в рабочем цикле, особенно при износе поверхностного слоя пар трения и, вследствие этого, всплеске газовыделения В результате реакции с окислами водород образует пары воды, а с углеродом - углеводороды Образующиеся при разрушении поверхностного слоя мелкодисперсные частицы износа и продукты химических реакций загрязняют технологическую вакуумную среду, что повышает привносимую дефектность готовых изделий электронной техники и уменьшает выход годных изделий

Выполненный анализ различных групп вакуумного технологического оборудования показал, что современное вакуумное технологическое оборудование насыщено внутривакуумными механизмами и имеет тенденции к снижению рабочих давлений, ужесточению требований к составу рабочей среды и это приводит к увеличению влияния процессов взаимодействия «газ-поверхность» на работоспособность такого оборудования Анализ показал, что ощутимей всего влияние процессов газообмена проявляется в сверхвысоковакуумном оборудовании, таком как оборудование для изготовления фотоэлектронных приборов, молекулярно-лучевой эпитаксии и др , насыщенном большим количеством вакуумных механизмов

Показано, что в некоторых типах сверхвысоковакуумного технологического оборудования потоки газовыделения из кинематических пар составляют до 80% суммарного газового потока и почти полностью определяют достижимое в вакуумной системе давление

Во второй главе выполнено теоретическое исследование процессов газообмена на поверхностях вакуумного оборудования Определено, что наиболее актуальным для вакуумного оборудования, является процесс взаимодействия водорода и его изотопов с поверхностями коррозионно-стойких сталей аусте-нитного класса, являющимися конструкционными материалами, наиболее широко применяемыми в современном вакуумном оборудовании

Проанализированы источники водорода и факторы, влияющие на наводо-раживание Показано, что наводораживание металлов происходит как при их производстве, так и при термической обработке, а также и в процессе эксплуатации Отмечено, что наводораживаемость выше в металлах с деформирован-

5

ной кристаллической решеткой, но самая высокая - в процессе деформации Показано, что для снижения наводораживаемости необходимо уменьшать возможность активированной адсорбции водорода на поверхностях металлов в вакуумном оборудовании,

Проведен анализ физико-химических основ процессов взаимодействия газов с поверхностями вакуумного технологического оборудования Показано, что при моделировании процессов газообмена, расчеты концентраций атомов водорода и его изотопов на поверхностях сталей рекомендуется проводить с использованием уравнений, описывающих мономолекулярную адсорбцию, так как именно первый монослой сорбата является определяющим в процессах взаимодействия «газ-поверхность»

Для описания процесса взаимодействия молекул воды и водорода с поверхностью металла создана обобщенная теоретическая модель, на которой представлены все возможные этапы взаимодействия (рис 1)

При создании теоретической модели процессов взаимодействия в системе «газ-металл» необходимо решить несколько задач - определить исходные условия для диффузионных процессов (решить температурную задачу для зоны трения и определить коэффициент покрытия поверхности) и решить диффузионную задачу с заданными исходными условиями

В модели используются следующие обозначения Q\ = k\ Ри/> - молеку-

н;

1

Рис 1 Обобщенная модель газообмена в системе газ-металл

лярный поток, попадающий на поверхность, (поток физической адсорбции молекул (РИр - парциальное давление воды в окружающей атмосфере), £>1 '=к\'вр-молекулярный поток десорбции, где вр - безразмерная концентрация или коэффициент заполнения поверхности физически-адсорбированными молекулами, <22 = к2(\-вс)вр - поток диссоциации и хемосорбции, 02'= к2'0г - поток ассоциации и перехода в состояние физической сорбции, где вг - безразмерная концентрация или коэффициент заполнения химически адсорбированного мономолекулярного слоя, <23 = к3 0С(1 - ) - поток растворяющихся в металле атомов водорода, £>3'=А:3'(1-0С) 0.. - обратный поток перехода из металла на поверхность, где в\ - безразмерная концентрация растворенного водорода в приповерхностном слое металла

Температура в любой точке образца при трении в вакууме может быть определена с использованием уравнения теплопроводности (Карслоу, Егер)

(1)

где х - положение на пятне контакта по направлению скольжения (0 < х < хпих, где х^- радиус пятна контакта), м, г - глубина точки под пятном контакта, м, ( - момент времени от начала контактирования, с, Г0 - начальная температура образца, К, д„(х) - удельный поток тепла в точке х при трении, Вт/м2, а - коэффициент температуропроводности материала образца, м2/с, к - коэффициент теплопроводности материала образца, Вт/(м К)

В приближенном расчете по «макромеханической» модели плотность потока тепла д„ (х) определяется по формуле

<7„(х) = / V (2)

где / - коэффициент трения для исследуемых материалов, V - скорость трения скольжения, м/с, ет^х) - контактное напряжение в точке л-, Н/м2

Для моделирования газообмена на свободной поверхности в качестве типовой предлагается использовать модель диффузии при постоянной температуре из источника с постоянной концентрацией в полубесконечный образец Вы-

1

ражение для концентрации в этом случае

С=С0 еф^х=, (3)

— Е 2

где £> = £>0 ехр—- - коэффициент диффузии, £>0 - константа диффузии, м /с, К т

Е,, - энергия активации диффузии, Дж/моль, К = 8,314 Дж/моль К - универсальная газовая постоянная, С0 - концентрация атомов диффундирующей примеси на поверхности, м"3, х - расстояние от поверхности вглубь образца, м, / - время, с

Для решения необходимо корректно выбрать значения физических констант, определяющих процесс диффузии Адекватность выбора можно определить по соответствию расчетной картины диффузии картине, полученной в результате экспериментальных исследований

В зоне трения небольшое количество сорбата оказывается локализованным и «зажатым» между трущимися телами В этом случае в качестве расчетной модели предлагается принимать модель диффузии в полубесконечный образец из слоя конечной толщины 2!ь с некоторой начальной концентрацией с0 В этом случае концентрация в образце будет определяться выражением

егГ Х + 1" -егГ Х~1" '

2-ЛГ7 24ГП у

(4)

а начальное распределение концентрации определяется условием

|с0 >ПРи (~1Ь <Х<1Ь) [о , при (х < —1Ь, х > 1Ь)

При моделировании диффузионного процесса в зоне фрикционного взаимодействия сложной задачей является необходимость учета изменяющейся в процессе трения температуры

В данной работе предлагается расчет диффузии при трении свести к расчету при постоянной температуре Для этого предложено ввести понятие «эквивалентного» времени цикла, результат диффузии за которое будет идентичен суммарной диффузии за цикл трения То есть соблюдаться условие

£> Л? „ = Д Л/,

1 >

(5)

где £>, - значение коэффициента диффузии в малый промежуток времени Дг,, в течение которого температуру можно считать постоянной

Ввиду того, что температура в приповерхностной зоне образца изменяется в течение акта фрикционного взаимодействия, эквивалентное время необходимо определять интегрированием формулы (6), подставляя вместо Г, функцию температуры в течение цикла контактирования (формула (1)) То есть

где Тц- время цикла контактирования

После определения «эквивалентного времени, дальнейший расчет диффузионного процесса при трении сводится к расчету диффузии при постоянной температуре по формуле (3)

В третьей главе приведена разработанная методика проведения экспериментальных исследований, описаны экспериментальная установка и приспособления, используемые при проведении исследований, описан разработанный вакуумный компактный трибометр (рис 2), приведены результаты экспериментальных исследований процессов газообмена на поверхностях вакуумного оборудования

Целью проведения экспериментальных исследований была проверка разработанных теоретических положений, представленных в главе 2 и описывающих газообменные процессы на поверхностях материалов фрикционных пар

При выполнении исследований были решены следующие задачи - Проверена гипотеза о присутствии процесса наводораживания при «сухом» трении, - Уточнен объем источника водорода, растворяемого в материалах фрикционных пар, в частности определено влияния остаточного давления газа и расчетного количества сорбата на концентрацию растворяемого газа, - Получены необходимые значения констант, для использования в разработанной методике расчета распределения по глубине концентрации газов, растворяемых в мате-

(6)

риалах кинематических пар

Для проведения экспериментальных исследований был разработан метод «пробного» газа, для того чтобы исключить первоначальную фоновую концентрацию водорода в образцах и выделить изменения в процессе эксперимента В качестве такого газа был использован близкий к водороду по своим свойствам изотоп - дейтерий Количество дейтерия в естественной атмосфере очень мало, примерно в 10000 раз меньше количества водорода (0 015%) Парциальное давление дейтерия в естественной атмосфере при нормальных условиях составляет около 7 10"6Па

Рис 2 Компактный трибометр с совмещенной системой измерения силовых параметров

Первые эксперименты, выполненные на сверхвысоковакуумном стенде [1-4], подтвердили гипотезу о присутствии наводораживания при «сухом» трении в разреженной атмосфере, но вопрос об основном источнике растворяющегося в парах трения водорода, оставался открытым

С использованием экспериментальной трибоголовки на базе сильфонного ввода вращения было проведено исследование процесса наводораживания и при «сухом» трении в атмосфере В качестве образца была использована пластина из стали 12Х18Н10Т размером 10x15мм и толщиной 2 мм В зоне трения произошло значительное увеличение концентрации водорода (рис 3) Водород за 5000 циклов трения продиффундировал почти на 5,5 мкм Его концентрация вблизи поверхности составила 2 1027ат/м3

Анализ результатов показал, что исходное фоновое содержание водорода в объеме стали более чем в 500 раз превышает расчетное, получаемое исходя из 10

парциального давления водорода в атмосфере. При этом максимальная концентрация водорода в зоне трения соответствует примерно 8,5% концентрации водорода в монослое.

С. атАси1

Рис.3 Распределение концентрации водорода по глубине образца из стали 12Х18Н10Т в зоне трения и на свободной поверхности

Для проверки гипотезы о роли сорбата в процессе газообмена был выполнен эксперимент по трению с предварительным выдерживанием образца из стали 12Х18Н10Т в дейтериевой воде для формирования монослоя сорбата 020 па поверхности [10]. Для формирования слоя адсорбированной тяжелой воды П;0 полированный образец из нержавеющей стали 12Х18Н10Т предварительно очищался, а затем погружался в дейтериевую воду (020) на 36 часов. После этого образец высушивался потоком теплого воздуха при температуре около 60°С в течение 5 мин. После этого образец подвергался циклической фрикционной нагрузке с помощью шарикового индентора (стальной шарик диаметром 6 мм,).

Полученные результаты распределения дейтерия по глубине образца представлены на рис,4. Эксперименты подтвердили гипотезу о том, что основным источником водорода и дейтерия, растворяющихся в парах трения, является сорбированная на поверхности твердых тел вода. При этом ориен тировочная доля сорбированных молекул, диссоциирующих в результате контактного механического воздействия, составляет не менее 27 % мономолекулярного слоя.

Для проверки предположения о возможности самопроизвольного наводо-

11

раживания, был выполнен эксперимент по растворению дейтерия в стали 12Х18Н10Т Образец выдерживался в среде дейтерия при парциальном давлении Р[)2=5 104Па в течение трех месяцев Герметизация при этом осуществлялась с помощью водяного затвора Результаты исследования распределений концентрации дейтерия по глубине двух идентичных образов - находившегося в среде дейтерия и не находившегося, представлены на рис 5

Глубина мкм

Рис 4 Распределение концентрации атомов дейтерия по глубине для исследованного образца, подвергнутого выдержке в тяжелой воде и последующему фрикционному воздействию (скорость трения Уск=13 мм/с) с11-распределение концентрации в зоне контактных напряжений стл=630 МПа, <12 - распределение концентрации у видимой границы зоны трения, с!3 - распределение концентрации в референсной точке, удаленной на 1,5 мм от видимой границы зоны контакта

Для более полного представления о процессах, происходящих при трении было выполнено исследование влияния трения скольжения на изменения химического состава поверхности нержавеющей стали [2] Исследование химического состава выполнялось с помощью Оже-электронного спектрометра

Эксперимент показал, что трение оказывает значительное влияние на изменения химического состава поверхности нержавеющей стали и основными изменениями являются возрастание количества Ре и снижение Сг в зонах, подвергающихся фрикционному воздействию

С. ат/см3 (С^мопроилопьмов растворение дейтерий в нержавеющей стали 12Х18Н10Т) 2% ' '— ■----'-^---------

Ш

—<3

1е*19

18

1«

51

Поаерхжзстъ

1»*22 1*1-21

Л «Кпц» оыдсрмми в атмскфер*: дейл&рия (ра шВ'М* Па)

V* ЧУ Т*7 V V т»^ »Т

• + и м* »

; Д *........... . .' ••

\ Истеспмюгта роста аре*

растворсп/н-гй т мгшхферы ¿еитсуи/Ц

^ <1п* ¿ЫМЦШШ

0.0 0.5

1.5 .'II э.5 I:

глубина, мкм

Рис.5 Самопроизвольная диффузия дейтерия в пластине из стали 12X18Н ЮТ

Четвертая ¡лапа посвящена созданию методик расчета газообменных процессов при трении и при нахождении образца в во дородосо держа щей среде. Приведены примеры расчетов моделей диффузии для свободной поверхности и для зоны трения, которые показали достаточно хорошее соответствие с выполненными экспериментами (рис.6).

С, Меи*

т

М г,а за и

Глубина, мкм

Рис.6 Сопоставление экспериментальных данных по исследованию диффузии дейтерия и расчетных кривых, полученных по созданным методикам расчета диффузионных процессов

Разработана методика расчета процесса обезгаживапия металлических элементов вакуумного оборудования, базирующаяся на решении диффузион-

ных задач Результаты расчета по данной методике показали хорошее соответствие известным данным по потокам газовыделения На рис 7 показаны результаты примера расчета процесса обезгаживания нержавеющей стали в диапазоне температур от 373К до 673К

Выражение для плотности потока газовыделения, согласно разработанной методике, представлено в виде выражения

N

£ [с0(Ах(п -1 / 2),/) - Са(Ах(п-1/2),/ + А/)] Ах ЧошмМ) = к Т ^---, (8)

где к - постоянная Больцмана, Т - температура, К, Ддг - элементарный слой толщины материала, м, д/ - элементарный промежуток времени, с, N - число слоев, на которое условно разбивается приповерхностный слой металла при расчете газовыделения

Время ч

Рис 7 Модель изменения во времени плотностей потоков газовыделения при обезгаживающем прогреве при температурах 373К, 473К, 573К, 673К

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Для повышения работоспособности кинематических пар вакуумного технологического оборудования и уточнения режимов обезгаживания элементов высоковакуумных систем необходимо уметь рассчитывать влияние сор-бата остаточных газов, в частности, процесса наводораживания металлических поверхностей в вакууме

2 При исследовании процесса искусственного наводораживания металлических поверхностей необходимо учитывать, что при самопроизвольном 14

растворении концентрация водорода в приповерхностных слоях на 5 порядков отличается (в меньшую сторону) от рассчитанной по известным моделям

3 Показано, что одним из главных источников водорода, растворенного в металлических элементах вакуумного технологического оборудования, является слой воды, адсорбированной на контактных поверхностях, причем примерно треть этого монослоя сорбата (около 27% по результатам экспериментов) оказывается растворенной в поверхностных слоях материалов кинематических пар после фрикционного взаимодействия

4 Возрастание парциального давления водорода при работе механизмов внутри вакуумной системы целесообразно использовать в качестве критерия приближающегося отказа одного из механизмов

5 При расчете влияния сорбата на газонасыщение приповерхностных слоев металлических поверхностей элементов вакуумного оборудования рекомендуется применять модель диффузии из бесконечного источника с постоянной концентрацией для зоны свободной поверхности и модель диффузии из слоя конечной толщины для зон трения

6 Для повышения достоверности расчета режимов обезгаживания элементов вакуумных систем рекомендуется использовать разработанную методику, учитывающую влияние сорбата остаточных газов

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1 Friction as a reason of gases solution in metals / E A Deulm, S A Goncharov,

V V Konovalov, R A Nevshupa // International Tribology Conference -Nagasaki (Japan), 2000 - P 245

2 Study of mechanical and chemical properties of stainless steel variation as a result of friction m vacuum / R A Nevshupa, J L de Segovia, E A Deulin,

V V Konovalov // Abstract book of 18th European Conference on Surface Science - Vienna (Austria), 1999 -P73

3 Residual gases solution in bulk at friction / E A Deulin, S A Goncharov,

V V Konovalov, R A Nevshupa // 9-th Nordic Symposium on Tribology — Por-voo (Finland), 2000 - V 3 - P 855-861

4 Механически-стимулированное растворение адсорбированных водорода и

дейтерия в стали / Е А Деулин, С А Гончаров, В В Коновалов, Р А Невшупа // Материалы IV-ro международного симозиума по трибологии фрикционных материалов «ЯРОФРИ - 2000» - Ярославль, 2000 - С 101-107

5 Deulin Е А , Konovalov V V , Nevshupa R A SIMS analysis of gases solution at friction m vacuum // 2-nd Europe workshop "SIMS Europe-2000" - Muenster (Germany), 2000 - P 80

6 Deulin E A , Konovalov V V , Nevshupa R A Gases solution in metals at friction // Abstract of papers of 2nd Worls Tnbology Congress - Vienna (Austria), 2001 - P 34

7 Analysis of natural and mechanically stimulated gases solution / E A Deulin, V V Konovalov, D N Lebedev et al // 7th European Vacuum Connference -Madrid (Spain), 2001 - P 215-220

8 Konovalov V V , Rodina E A Sorbed water as the source of the dissolved hydrogen and deuterium in solids // Book of abstracts of the joint Russian-Japanese tri-bology workshop and seminar on nanotechnology - Moscow, 2002 - P 14

9 Механика и физика точных вакуумных механизмов Моногр, В 2 т / AT Александрова, Н С Вагин, Н В Василенко и др - Под ред ЕАДеулина - Владимир Изд-во Владим гос ун-т, 2001 -Т1 -176 с

10 Механически-стимулированные процессы диссоциации сорбированной тяжелой воды (D20) и растворения дейтерия в нержавеющей стали / Е А Деулин, В В Коновалов, Ю М Пустовойт и др // Вакуумная техника и технология -2003 - Том 13, номер 3 -С 157-161

11 Mechanically stimulated dissociation of sorbed heavy water (D20) and deuterium dissolution in stainless steel / E A Deulin, V V Konovalov, Y M Pustovoit et al // 16th International Vacuum Congress - Venice (Italy), 2004 - P 105

Подписано в печать 25 04 2007 г Испотнепо 25 04 2007 г Печать трафаретная

Заказ № 473 Тираж 100 экз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш, 36 (495) 975-78-56 \vvvw аи1огеГега1 ги

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРОЦЕССЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ «ГАЗ-ПОВЕРХНОСТЬ» В СОВРЕМЕННОМ ВАКУУМНОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ОБОРУДОВАНИИ.

1.1. Влияние процессов газообмена на производительность вакуумного технологического оборудования.

1.2. Обзор современного вакуумного технологического оборудования для производства изделий электронной техники и анализ проблем, связанных с процессами газообмена.

1.2.1.1. Установки вакуумного напыления.

1.2.1.2. Оборудование для выращивания монокристаллов.

1.2.1.3. Оборудование лучевой обработки, оборудование электронной, ионной, рентгеновской литографии.

1.2.1.4. Сборочное вакуумное технологическое оборудование.

1.2.1.5. Оборудование для молекулярно-лучевой эпитаксии.

1.2.1.6. Оборудование промежуточного технологического контроля.

1.3. Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ГАЗООБМЕНА НА ПОВЕРХНОСТЯХ ВАКУУМНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

2.1. физико-химические основы газообменных процессов.

2.1.1. Обзор материалов и газовых сред, используемых в вакуумном технологическом оборудовании.

2.1.2. Анализ источников водорода в стали и факторы влияющие на наводораживание.

2.1.2.1. Наводораживание при металлургических процессах.

2.1.2.2. Наводораживание при термической обработке.

2.1.2.3. Наводораживание стали в процессе эксплуатации.

2.1.2.4. Наводораживание при сварке.

2.1.3. Обзор работ по адсорбции, растворимости и диффузии газов в твердом теле.

2.1.3.1. Сорбция газов и паров поверхностью металлов.

2.1.3.2. Растворимость газов в металлах.

2.1.3.3. Основные закономерности диффузии газов в материалах, применяющихся в вакуумном оборудовании и электронной технике.

2.2. Обобщенная модель газообмена системы газ-твердое тело.

2.3. Моделирование исходных условий для расчета диффузионных процессов.

2.3.1. Моделирование температуры контактных поверхностей.

2.3.2. Коэффициент покрытия поверхности адсорбатом в зоне трения.

2.4. Частные случаи процессов газообмена на поверхностях вакуумного оборудования.

2.4.1. Модель газообмена на свободной поверхности.

2.4.2. Модель газообмена для поверхности, находящейся во фрикционном контакте.

2.5. Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ГАЗООБМЕНА НА ПОВЕРХНОСТЯХ ВАКУУМНОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

3.1. Методика проведения экспериментальных исследований газообмена.

3.2. Описание экспериментальных установок и приспособлений.

3.2.1. Вакуумная установка и трибометр на базе сильфонного ввода вращения ВЭС-Э.

3.2.2. Конструкция вакуумного трибометра и вакуумной экспериментальной установки для исследования трения в сверхвысоком вакууме.

3.2.3. Приспособление для исследования самопроизвольной диффузии дейтерия в образец.

3.3. Результаты экспериментов.

3.3.1. Исследования наводораживания шарикоподшипника сильфонного ввода вращения ВЭС-Э при работе в среде газообразного дейтерия.

3.3.2. Исследование процесса газообмена при трении в естественной атмосфере.

3.3.3. Исследование роли адсорбированной воды в процессе наводораживания.

3.3.4. Исследование газообмена при выдержке в среде дейтерия при постоянной температуре.

3.3.5. Исследование влияния трения на изменения химического состава поверхности стали.

3.4. Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ГАЗООБМЕНА.

4.1. Методика моделирования процессов наводораживания стали

4.1.1. Моделирование самопроизвольной диффузии сорбата в сталь.

4.1.2. Моделирование диффузии сорбата в нержавеющую сталь при трении.

4.2. Методика расчета процесса обезгаживания металлических элементов свв систем.

4.3. Выводы к главе 4.

Актуальность проблемы

С развитием вакуумных технологий происходит все большая концентрация технологических операций в единой вакуумной технологической линии, что влечет за собой увеличение числа различных механизмов, служащих для перемещения, позиционирования изделий, а также выполнения технологических операций. Эти механизмы должны работать в вакууме и при этом должны иметь низкий износ и не нарушать весьма жесткие требования к чистоте технологической среды, как по общему давлению, так и по парциальным давлениям различных активных газов, особенно углеводородов, оксидов углерода и паров воды. Так в установках молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) число кинематических пар достигает нескольких десятков, а требуемое предельное остаточное давление составляет рост= 5-1 О*9 Па, допустимое рабочее давление рДоп=6.6-10'8 Па и парциальные давления активных газов: Н2 - 3-10"8 Па; НгО -2,6-1 Оио Па; СО - 1.3 • 1 О*10 Па; N2 - 2-10'8 Па; С02 - 1.3■ 10'10 Па.

Состав остаточных газов в сверхвысоком вакууме в значительной мере состоит из водорода, а в высоком вакууме - из водорода и паров воды, взаимодействие которых с материалами вакуумных технологических систем может приводить к ряду негативных явлений, таких как водородный износ, образование углеводородов, гидридов и т.п., которые приводят к ухудшению качества остаточной среды, способствуют снижению работоспособности оборудования и увеличению издержек производства, связанных с заменой изношенных узлов.

Процессы взаимодействия остаточных газов с поверхностями при трении и изнашивании пар трения механизмов, работающих в вакууме, рассматривались в работах Александровой А.Т., Папко В.М., Деулина Е.А., Кужмана А.Г. и других исследователей. Режимы обезгаживания стенок вакуумных камер и внутрикамерной оснастки представлены табличными значениями в справочниках по вакуумной технике. Однако, существенное влияние на фрикционные характеристики пар трения и процессы газовыделения в вакууме оказывают сорбированные на поверхности остаточные газы и особенно газы, содержащие водород. В известных научных работах эти аспекты работоспособности элементов вакуумного технологического оборудования изучены не достаточно, ;

Поэтому, целью работы является повышение работоспособности пар трения и уточнение режимов обезгаживания элементов вакуумного технологического оборудования путем изучения влияния на эти процессы сорбции остаточных газов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие'задачи:

- уточнить источники, определяющие газообмен при трении в вакууме и обезгаживании элементов вакуумного технологического оборудования;

- разработать модель, связывающую наводораживание металлических

-}' Л- ; ' элементов вакуумного оборудования с физическими характеристиками материалов и условиями процесса трения в вакууме;

- разработать методику экспериментальных исследований для определения параметров наводораживания металлов при трении и при выдержке в водо-родосодержащей остаточной атмосфере или во влажной среде; (1

- разработать стенд и провести экспериментальные исследования процессов газообмена при трении и обезгаживании поверхностей в вакууме;

- разработать методику расчета газовых потоков в кинематических парах и на свободных поверхностях элементов вакуумных систем с учетов влияния сорбата остаточных газов.

•г '■*":?

Методы исследований.

Теоретические исследования проводились на основе теории теплопроводности, теории адсорбции, теории диффузии в металлах, базировались на основных положениях тепло- массопереноса. Экспериментальные исследования включали методы вторично-ионной масс-спектроскопии (ВИМС) и ОЖЕ-анализа для исследования химического состава поверхности и распределения элементов по глубине до 10 мкм. Для создания методик расчета процессов наводораживания применялись методы физико-математического моделирования процессов тепло- и массообмена в приповерхностных слоях фрикционных пар.

В ходе исследований применялись компьютерные методы - регистрация измеряемых параметров с использованием быстродействующих аналогоцифровых преобразователей (АЦП), расчеты моделей процессов тепло- и газообмена с использованием современных компьютерных программных пакетов для символьных вычислений, использование современной цифровой фототехники для регистрации процесса фрикционного взаимодействия в ходе экспериментальных исследований.

Научная новизна

1. Впервые показано, что на работоспособность механизмов, работающих в вакууме, существенное влияние оказывает «наводораживание» материалов кинематических пар, а главным источником растворенного водорода и его изотопов являются адсорбированные слои молекул, в основном воды, на поверхностях пар трения.

2. Выявлена взаимосвязь процессов диффузии составляющих сорбата остаточных газов с концентрацией растворенного в приповерхностных слоях водорода для зоны свободной поверхности и зоны контакта для пар 'трения.

3. Разработана математическая модель изменения во времени потока газовыделения при прогреве элементов вакуумных систем, необходимая для уточнения режимов обезгаживания стенок вакуумной камеры и внутрикамерной арматуры.

Практическая ценность

Разработана оригинальная методика исследования процессов газообмена в парах трения механизмов, работающих в вакууме, основанная на искусствен 1 ном наводораживании материалов кинематических элементов.

Разработана методика выбора режимов обезгаживания элементов вакуумных систем, учитывающая влияние сорбата остаточных газов и позволяющая дополнить имеющиеся справочные данные по газовыделению прогреваемых вакуумных материалов.

Создан компактный вакуумный трибометр оригинальной конструкции, позволяющий проводить исследования вакуумных и фрикционных характеристик материалов в условиях сверхвысокого вакуума.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Для повышения работоспособности кинематических пар вакуумного технологического оборудования и уточнения режимов обезгаживания элементов высоковакуумных систем необходимо уметь рассчитывать влияние сор-бата остаточных газов, в частности, процесса наводораживания металлических поверхностей в вакууме.

2. При исследовании процесса искусственного наводораживания металлических поверхностей необходимо учитывать, что при самопроизвольном растворении концентрация водорода в приповерхностных слоях на 5 порядков отличается (в меньшую сторону) от рассчитанной по известным моделям.

3. Показано, что одним из главных источников водорода, растворенного в металлических элементах вакуумного технологического оборудования, является слой воды, адсорбированной на контактных поверхностях, причем примерно треть этого монослоя сорбата (около 27% по результатам экспериментов) оказывается растворенной в поверхностных слоях материалов кинематических пар после фрикционного взаимодействия;

4. Возрастание парциального давления водорода при работе механизмов внутри вакуумной системы целесообразно использовать в качестве критерия приближающегося отказа одного из механизмов.

5. При расчете влияния сорбата на газонасыщение приповерхностных слоев металлических поверхностей элементов вакуумного оборудования рекомендуется применять модель диффузии из бесконечного источника с постоянной концентрацией для зоны свободной поверхности и модель диффузии из слоя конечной толщины для зон трения.

6. Для повышения достоверности расчета режимов обезгаживания элементов вакуумных систем рекомендуется использовать разработанную методику, учитывающую влияние сорбата остаточных газов.

1. Александрова А.Т. Оборудование электровакуумного производства.- М.: Энергия, 1974,- 384 с.

2. Арчаков Ю.И. Водородная коррозия стали.- М.: Металлургия, 1985.-192 с.

3. Ашинов С.А., Вяльцев A.A., Деулин Е.А. Эксплуатационная надежность оборудования для нанесения тонких пленок в вакууме // Электронная техника. Сер. 7. Технология, организация производства и оборудование. -1982. Вып. 3 (112). - С.48-52

4. Балакин В.А. Трение и износ при высоких скоростях скольжения.- М.: Машиностроение, 1980. 136 с.

5. Бокштейн Б.С. Диффузия в металлах.- М.¡Металлургия, 1978.- 248 с. 14

6. Вагин Н.С., Деулин Е.А., Попов E.H. Исследование износа зубьев волновой передачи герметичного манипулятора // Промышленные роботы: Сб. докладов научно-практич. семинара. Владимир, 1983. - С.45-48

7. Вакуумная техника: Справочник / Е.С.Фролов, В.Е.Минайчев,

8. A.Т.Александрова и др.: Под общ. ред. Е.С.Фролова, В.Е.Минайчева. М.: Машиностроение, 1992. - 480 с.

9. Волчкевич Л.И., Кузнецов М.М., Усов Б.А. Автоматы и автоматические линии / Под ред. Г.А.Шаумяна.- М.: Высшая школа, 1976. 4.1. - 230 с.

10. Гедрелеон Э. Специальные стали. М.: Металлургиздат, 1960. - T.l 1. - 430 с.

11. Газоотделение при трении в вакууме /А.А.Гусляков, А.В.Ашукин,

12. B.И.Кулеба, И.М.Любарский // Физ. -хим. мех. материалов. 1970.- Т.6, №1.- С.106-107.

13. Гельд П.В., Рябов P.A. Водород в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1974.-272 с.

14. Гельд П.В., Рябов P.A. Кодес Е.С. Водород и несовершенства структуры металла. М.: Металлургия, 1979.- 221 с.

15. Гусляков A.A., Удовенко В.Ф., Кулеба В.И. Газовыделение при трении в вакууме // О природе трения твердых тел.- Минск, 1971. С. 211-213.

16. Гусляков A.A., Кулеба В.И., Любарский И.М. Особенности выделения водорода при трении и деформировании алюминия и меди в вакууме // Проблемы трения и изнашивания. Киев, 1973. - Вып.4.- С. 143-145.

17. Дэшман С. Научные основы вакуумной техники: Пер. с англ./ Под ред. М.Н.Меньшикова. М.: Мир, 1964 - 716с.

18. Защита от водородного износа в узлах трения / Под ред. А.А.Полякова. -М.: Машиностроение, 1980. 135 с.

19. Карпенко Г.В., Крипякевич Р.И. Влияние водорода на свойства стали. М.: Металлургиздат, 1962. - 270 с.

20. Карпенко Г.В., Крипякевич Р.И. Физика металлов и металловедение. М.: Металлургиздат, - 1959. - 194 с. >

21. Костин А.Б., Филимонова Г.А. Технологические установки для изготовления фотоэлектронных приборов методом переноса // Электроника. Итоги науки и техники.- 1983.- №15. С. 217-255.

22. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. - 526 с.

23. Кужман А.Г., Александрова А.Т. Методика определения потока газовыделения из очага трения конструкционных материалов. М.: МИЭМ. - 1979. - 7с. (Деп. в ЦНИИ «Электроника», №6665/79).

24. Кузнецов А.М. Адсорбция воды на металлических поверхностях // Соросовский образовательный журнал. 2000. - Т. 6, №5. - С.45-51

25. Курилов Г.В. Масс-спектрометрическое исследование твердых смазочных материалов при трении в глубоком вакууме // Механика полимеров. -1970.-№6.-С. 37-44.

26. Ланис В.А., Левина Л.Е. Техника вакуумных испытаний /Под ред. Н.И.Меньшикова. Л.: Госэнергоиздат, 1963.- 264 с.

27. Механика и физика точных вакуумных механизмов: Моногр.; В 2 т./ А.Т. Александрова., Н.С.Вагин, Н.В.Василенко и др.; Под ред. Е.А.Деулина. -Владимир.: Владим.гос.ун-т, 2001. Т.1. - 176 с.

28. Морозов H.A. Водород и азот в стали. М.: Металлургия, 1968. - 284 с.

29. Пацкевич И.Р., Деев Г.Ф. Поверхностные явления в сварочных процессах. -М.: Металлургия, 1974,- 121 с.

30. Пересадько А.Г. Система диагностики механических элементов вакуумного оборудования: Автореф. .дис. канд. техн. наук: 05.27.07. М., 2000. -16 с.

31. Пипко А.И., Плисковский В.Я., Пенчко Е.А. Конструирование и расчет вакуумных систем. М.: Энергия, 1979. - 504с.

32. Проблемы автоматизации и надежности оборудования в электронной технике /Под ред. Н.И.Камышного //Тр.МВТУ.-1978,- Вып. 267,- 143 с.

33. Розанов J1.H. Вакуумные машины и установки.- JI.: Машиностроение, 1979.- 176 с.

34. Розанов JI.H. Вакуумная техника: Учебник для вузов по специальности: «Вакуумная техника».- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 1990-320 с.

35. Сентюрихина J1.H., Курилов Г.В., Любарский И.М. Трибо-крекинг твердых смазочных покрытий в глубоком вакууме // О природе трения твердых тел. -Минск, 1971.-С. 372.

36. Сергеева JT.M., Трояновская Г.И. Высоковакуумная установка для исследования подшипников скольжения из самосмазывающихся материалов с исследованием газовыделения // Исследование подшипников скольжения.-М., 1972.-С.60

37. Смителлс К. Газы и металлы (перевод с английского). М.: Металургиз-дат, 1940, - 227 с.

38. Третьяков А.В. Расчет и исследование прокатных валков. Изд. 2-е, доп. и перераб., М.: Металлургия, 1973. - 256 с.

39. Чичинадзе А.В. Расчет и исследование внешнего трения при торможении. -М.: Наука, 1967. -231 с.

40. Шаумян Г.А. Комплексная автоматизация технологических процессов. -М.: Машиностроение, 1973. 639 с.

41. Akagi К., Tsukada М. Theoretical study of the hydrogen relay dissociation of water molecules on SI (001) surfaces // Surf. Sci. 1999. -N438. - P.9-17

42. Archard J.F., Contact and rubbing of flat surfaces // J. Appl. Phys., 1953. -V.24, N.8.-P. 981-988

43. Armbruster M.H. The solubility of hydrogen at low pressure in iron, nickel and certain steels at 400 to 600°C // J. Amer. Chem. Soc. 1943. - V.65, №6. -P. 1043-1054

44. Ashby, M.F., Abulawi, J., Kong H.S. Temperature maps for frictional heating in dry sliding // Tribology Transactions . 1991. - V.34,N1. - P.577-587

45. Brunauer S., Emmett P.H., Teller E. Adsorption of gases in multimolecular layers // Journal of the American Chemical Society. 1938. - N.60. - P.309-319

46. Brunauer S. The Adsorption of Gases and Vapors. Physical Adsorption. -Prinsclon, 1943. V.l. -430p.

47. Carslaw H. S., Jaeger J.C. Conduction of heat in solids. Oxford.: The Clarendon Press, 1947.-334p.

48. Dayson C. Surface temperatures at unlubricated sliding contacts // ASLE TRANSACTIONS.- 1967.-V.l0. P. 169-174

49. Deulin E.A. Mechanically stimulated hydrogen dissolution in metals // Abstracts of the 5th European Vacuum Conference. Salamanca ( Spain), 1996. - P.241-245

50. Mechanically stimulated solution of adsorbed hydrogen and deuterium in steelt

51. E.A.Deulin, S.A.Goncharov, J.L.de Segovia, R.A.Nevshupa // Surf. Interface Anal. 2000.- V.30. - P.635-637

52. Deulin E.A. Lubrication Mechanism of Gases Molecules // Abstract of papers of 2nd Worls Tribology Congress. Vienna (Austria), 2001. - P. 1-8

53. Deulin E.A., Nevshupa R.A. Deuterium penetration into the bulk of a steel ball of a ball bearing due to it's rotation in vacuum // Applied Surface Science. -1999. V.144-145. - P.283-286

54. Frank R.C. Effect of Tensile Loading on Hydrogen Movement in Steel // J Appl. Phys. 1958. - V.29. - P. 1262

55. Freundlich H. Kapillarchemie. Leipzig, 1930. - Bd.I. - 153 s.

56. Greenwood J.A., Alliston-Greiner A.F. Surface temperatures in a fretting contact // Wear. 1992. - V.155,N.2. - P. 269-275

57. Groszkowski J. The influence of cathode dimensions on he sensitivity of BA gauges // Bulletin De L'Academie Polonaise Des Sciences. 1965. - V.XIII, N.2. - P.177-183.

58. Halsey G.D. Physical adsorption on non-uniform surfaces // J. Chem. Phys. -1948.-V.16. -P.931-937

59. Holloway S. The active site for dissociative adsorbtion of H2: Was Langmuir right? // Surface science 2003. - V.540. - P. 1 -3

60. Jaeger J.C. Moving Sources of Heat and the Temperature at Sliding Contacts // J. of the Royal Society of NS Wales. 1942. - V.76. - P.203-224

61. Kajdas C. Tribochemisty, Tribology // The Austrian Tribology Society. Vienna (Austria), 2001. - P.39-46

62. Kalin M., Vizintin J. Comparison of different theoretical models for the flash temperature calculation under fretting conditions // Proceedings of the 9th Nordic Symposium on Tribology NORDTRIB 2000. Porvoo (Finland), 2000. -P.320-326

63. Kinetics of hydrogen uptake for getter materials / C.Z. Liu, L.Q. Shi, S.L.Xu et al.//Vacuum. 2004. - V.75. - P.71-78

64. Knize R.J., Cechi J.L. Theory of bulk gettering // J Appl Phys. 1983. -V.54, N.6.-P.3183-3189

65. Konovalov V.V., Rodina E.A. Sorbed water as the source of the dissolved hydrogen and deuterium in solids // Book of abstracts of the joint Russian-Japanese tribology workshop and seminar on nanotechnology. Moscow, 2002. - P. 14

66. Langmuir I. The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica, and platinum//Journ. Amer. Chem. Soc.- 1918.- V.40.- P. 1361-1403

67. McNabb A., Foster P.K. A new analysis of the diffusion of hydrogen in iron'and ferritic steels // Trans. Metall. Soc. AIME. 1963. -V.227. - P.618 •

68. Nakayama K. Triboemission of charged particles and resistivity of solids // Tribology Letters. 1999. - V.6. - P.37-40

69. Nevshupa R.A., Nakajama K. Effect of nanometer thin metal film on triboemisision of negatively charged particles from dielectric solids // Vacuum. 2002. -V.67. - P.485-490 !

70. Redhead R.A. Modelling the pump down of a reversibly adsorbed phase. I. Monolayer and submonolayer initial coverage // J. Vac. Sei. Technol. 1995. -V.13, N.2. - P.467-475

71. Redhead R.A. Modelling the pump down of a reversibly adsorbed phase. II. Multilayer coverage // J. Vac. Sei. Technol. 1995. - V.13, N.5. - P.2791-2796

72. Sieverts A., Hagen H. Ability of Cobalt to Absorb Hydrogen and Nitrogen // Jour. Phys. Chem. 1931. - V.155A. - P.314

73. Sieverts A., Hagen H. Ability of Cobalt to Absorb Hydrogen and Nitrogen // Jour. Phys. Chem. 1934. - V.169A. - P.237-240

74. Sieverts A., Zapf G., Moritz H. Solubility of Hydrogen, Deuterium, and Nitrogen in Iron//Jour. phys. chem. 1938. - V.183A.-P. 19

75. Sieverts A. Die Aufnahme yon gasen dutch metalle // Z. Metallkunde. 1929. -Bd.21, N. 2. - S.37 1

76. Smithells C.J. Metals reference book. London.: Butterworths, 1967. - V.2. -683 p.

77. Smittenberg J. Absorption and adsorption of Hydrogen by Nickel // Rev. trav. chim. 1934. - V.53. - P.1065-1083

78. The effect of friction on surface chemical composition of stainless steel / R.A. Nevshupa, J.L. de Segovia, E.A. Deulin, V.V. Konovalov // Abstracts of-the ECASIA'99. Sevilla (Spain), 1999. - P.843-848

79. Tian X., Kennedy F.E. Maximum and average flash temperatures in sliding contact// Journal of Tribology. 1994. - V. 116. - P. 167-174

80. Vick B., Furey M.J. A basic theoretical study of the temperature rise in sliding contact with multiple contacts // Proceedings of the 9th Nordic Symposium on Tribology NORDTRIB 2000. Porvoo (Finland), 2000. - P.389-398

81. MINISTERIO DE EDUCACION Y CIENCIA2Щ CONSEJO SUPERIOR1. Ж* DE INVESTIGACIONES•¿&3 CIENTIFICAS CSIC1. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

82. September 20, 2004, Madrid, Spain

83. С/Serrano, 117 28006 Madrid ESI>AÑA Telf. 91 585 50 00 Fax.: 91 411 30 77