автореферат диссертации по электронике, 05.27.06, диссертация на тему:Научные основы управления процессами трибодесорбции газов в узлах трения механизмов сверхвысоковакуумного оборудования электронной техники и нанотехнологий

На правах рукописи УДК 539.232; 621.521

Невшупа Роман Александрович

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ТРИБОДЕСОРБЦИИ ГАЗОВ В УЗЛАХ ТРЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ СВЕРХВЫСОКОВАКУУМНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ

05.27.06 - Технология и оборудование для полупроводников, материалов и приборов электронной техники (техн. науки)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

23

2010

Москва-2010 г.

004608380

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете имени Н.Э. Баумана

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Саксаганский Георгий Леонидович

доктор технических наук, профессор Львов Борис Глебович

доктор технических наук, профессор Одиноков Вадим Васильевич

Ведущая организация:

ООО «МЭЛЗ-ЭВП»

Защита состоится 21 октября 2010 г. в часов на заседании

диссертационного совета Д 212.141.18 в Московском государственном техническом университете имени Н.Э. Баумана по адресу: 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, зал Ученого совета.

Ваш отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью организации, просим направлять по указанному выше адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э. Баумана.

<<&» 2010 г.

Автореферат разослан «7У» СЯНЛШ!^ Телефон для справок: (499) 2670963.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

).Б. Цветков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Быстрое развитие материалов и приборов электронной техники привело в последние два десятилетия к возникновению разрыва между потребностями создания новых сверхминиатюрных электронных приборов и технологическими возможностями их массового производства. Несмотря на появление новых нанолокальных технологий производства электронных приборов и совершенствования традиционных технологий массовой обработки, этот разрыв продолжает углубляться, что связано, в основном, с отставанием в развитии технологического оборудования. В области технологического оборудования электронных приборов продолжают доминировать тенденции экстенсивного развития на основе технических решений и наработок, полученных более тридцати лет назад. В частности, увеличение объемов производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники достигается, в основном, за счет увеличения запуска и размеров подложек, что ведет к чрезмерному увеличению габаритов установок и снижению их надежности. В результате этого, в рамках экстенсивного пути экономический эффект от каждого последующего шага модернизации технологического оборудования постепенно снижается. Интенсивный путь развития предполагает переход на новые конструкторско-компоновочные решения, создание высокоинтегрированных автоматизированных магистрально-модульных и кластерных производственных систем, позволяющих объединить в единой вакуумной производственной линии различные технологические операции вплоть до полного цикла производства. Сдерживающими факторами на пути внедрения магистрально-модульных систем и кластерного оборудования помимо их высокой стоимости (более 10 млн. долларов США) являются нерешенность проблем обеспечения надежности (наработка на отказ > 5760 часов) и качества технологической среды (парциальные давления кислорода, метана, монокиси и двуокиси углерода, соединений серы < (5-8)х10"п Па). Среди различных систем и подсистем технологического оборудования наиболее критическая ситуация по надежности и чистоте среды наблюдается для механических устройств и транспортных систем, имеющих узлы трения, функционирующие в вакууме. Обладание технологиями создания материалов для вакуумных транспортных систем, объем мирового рынка которых в ближайшие пять лет составит 2 млрд. долларов США (по данным руководителя секции «Инновационного развития и экономики» Межведомственного научного совета по трибологии РАН

В. И. Новикова), открывает путь к мировому лидерству в технологии производства наноэлехтроники.

Развитие механических устройств вакуумного технологического оборудования идет по пути миниатюризации, повышения кинематической точности, снижения погрешности позиционирования, увеличения плавности хода, надежности функционирования и срока службы. Применение новых прогрессивных конструкторских решений в отношении вакуумных механизмов должно сопровождаться созданием специальных трибологических материалов и покрытий, которые бы обладали более низким коэффициентом трения, меньшей скоростью износа, более низким удельным газовыделением и удельным потоком генерации мелкодисперсных частиц. Несмотря на некоторый успех трибологического материаловедения в разработке вакуумных трибологических покрытий, обладающих более высокими характеристиками по трению и износу, а соответственно и по генерации загрязнений, по сравнению с применяемыми ныне в промышленности, ни в России, ни в мире практически не ведутся работы, направленные на исследования газовыделения из новых материалов и покрытий при их трении и прогреве в вакууме. Кроме того, в настоящее время практически отсутствует понимание основных источников и механизмов трибодесорбции из различных материалов, в том числе полимерных, неметаллических, тонкопленочных покрытий. Остается неразвитой методологическая научная база для количественного изучения трибодесорбции. О неразвитости науки о трибодесорбции свидетельствует отсутствие устоявшейся и общепринятой терминологии, большей частью заимствованной из тех отраслей знания, в которых в достаточно несистематической манере рассматриваются отдельные ее аспекты.

В настоящее время, потребности создания материалов и покрытий с заданными трибодесорбционными свойствами для перспективных образцов технологических систем электронной техники требуют глубокого понимания явлений трибодесорбции, разработки методологии ее исследования с учетом особенностей конструкции и условий эксплуатации узлов трения вакуумных механизмов и создания научных основ управления трибодесорбционными процессами.

Цель работы - разработка научных основ управления процессами трибодесорбции газов в миниатюрных и слабонагруженных узлах трения механических систем сверхвысоковакуумного технологического оборудования электронной техники и нанотехнологий на основе теоретических и систематических экспериментальных исследований.

В соответствии с поставленной целью сформулированы основные задачи диссертации:

1) определение места и роли трибодесорбции в системе трибо- и механоактивационных явлений с учетом синергии и многостадийности их проявления,

2) определение основных механизмов активации трибодесорбции для материалов различной физико-химической природы (металлов, неметаллов, полимеров, покрытий), характерных для современных и перспективных миниатюрных и слабонагруженных узлов трения СВВ механических систем оборудования производства электронной техники;

3) разработка теоретической модели трибодесорбционных явлений в миниатюрных и слабонагруженных узлах трения механизмов СВВ техноло-гического оборудования с учетом термических, атермических и структурных механизмов активации трибодесорбции;

4) создание научных основ, методов и оборудования для экспериментальных исследований трибодесорбционных явлений в миниатюрных и слабонагруженных узлах трения прецизионных СВВ механических систем;

5) систематическое экспериментальное исследование трибодесорбции газов из новых материалов и покрытий различной природы, перспективных для использования в миниатюрных узлах трения механических систем нового поколения;

6) разработка моделей и методов расчета параметров трибодесорбции различных материалов и покрытий для практического инженерного использования;

7) разработка практических методов управления трибодесорбционными процессами и повышение эффективности системы вакуумной диагностики на основе обнаруженных закономерностей трибодесорбции.

Научная новизна диссертации состоит в том, что в ней систематизированы и обобщены материалы выполненных автором разработок технических средств и методик исследования трибодесорбции из новых и перспективных материалов и покрытий миниатюрных и слабонагруженных узлов трения внутрикамерных механизмов сверхвысоковакуумных технологических систем производства изделий электронной техники и нанотехнологий, а также результаты комплексных теоретических и экспериментальных исследований процессов выделения газов при трении металлических материалов, вулканизатов синтетических каучуков и тонкопленочных покрытий, позволившие выявить ряд новых явлений и существенно расширить понимание механизмов трибодесорбции в миниатюрных и

слабонагруженных узлах трения, сформулировать и обосновать адекватные расчетные модели и предложения по регулированию трибодесорбционных явлений, а также их использованию для in situ диагностики состояния материалов и покрытий в зоне трения и для анализа содержания газов в материалах и покрытиях.

К принципиально новым результатам относятся:

1. физически обоснованные методы и комплекс экспериментальных средств для количественного исследования трибодесорбции газов из материалов и покрытий в вакууме при трении в миллиньютоновом диапазоне нормальных нагрузок;

2. теоретическая модель трибодесорбции газов из слабонагруженных и миниатюрных узлов трения внутрикамерных механизмов на основе нетермической и структурной активации трибодесорбции газов;

3. результаты экспериментальных исследований по спектральному составу, кинетике и динамике трибодесорбции газов в сверхвысоком вакууме из металлов различной кристаллической структуры, вулканизатов синтетических каучуков и тонкопленочных покрытий различной химической природы и структуры в миллиньютоновом диапазоне нормальных нагрузок;

4. экспериментально обнаруженная и теоретически обоснованная взаимосвязь между кинетикой трибодесорбции, интенсивностью процессов повреждаемости материала в зоне трения и содержанием растворенных и окклюдированных газов в материале;

5. результаты и обобщающие выводы экспериментальных исследований влияния процессов повреждаемости материалов и покрытий на кинетику и интегральные характеристики трибодесорбции;

6. комплекс инженерных методик расчета кинетических и интегральных показателей трибодесорбции действующего и проектируемого оборудования, в том числе при использовании новых и перспективных материалов и покрытий;

7. методы и технические средства для анализа содержания газов в материалах и покрытиях на основе использования явления трибодесорбции;

8. мероприятия по повышению эффективности вакуумной in situ диагностики технического состояния поверхностей трения внутрикамерных механизмов сверхвысоковакуумных технологических систем на основе использования полученных зависимостей по кинетике и поведению трибодесорбции.

На защиту выносятся:

1. методы расчетно-теоретического анализа трибодесорбции в слабонагруженных и миниатюрных узлах трения внутрикамерных

механизмов сверхвысоковакуумных технологических систем производства электронных приборов;

2. методики количественной оценки кинетических и интегральных показателей трибодесорбции газов по набору экспериментальных данных об изменении давления в вакуумной системе;

3. результаты комплексных экспериментальных исследований спектрального состава, кинетики и динамики трибодесорбции газов из металлических материалов, вулканизатов синтетических каучуков и тонкопленочных покрытий различной структуры и химического состава; технические средства экспериментальных исследований;

4. методы регулирования трибодесорбции в действующем и разрабатываемом оборудовании, методы определения содержания газов в материалах и покрытиях на основе явления трибодесорбции и методы повышения эффективности вакуумной диагностики технического состояния поверхностей трения внутрикамерных механизмов сверхвысоковакуумного технологического оборудования.

Научная и практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что:

1. получены расчетно-теоретические методы оценки показателей трибодесорбции из металлических материалов, вулканизатов синтетических каучуков и тонкопленочных покрытий действующего и проектируемого оборудования;

2. создана методика и технические средства для измерения количественных показателей трибодесорбции в сверхвысоком вакууме в миллиньютоновом диапазоне нормальных нагрузок;

3. определены основные механизмы и движущие силы трибодесорбционных процессов для металлических материалов различной кристаллической структуры и синтетических каучуков;

4. определена взаимосвязь повреждаемости материала с кинетикой и поведением трибодесорбции, что позволило разработать комплекс практически значимых методов определения содержания газов в материалах и диагностики технического состояния поверхностей трения внутрикамерных механизмов сверхвысоковакуумных механизмов;

5. созданы методика и технические средства для анализа содержания газов в материалах и покрытиях.

Результаты разработок внедрены: в ООО «МЭЛЗ-ЭВП» (г. Зеленоград), в компании «Текникер» (г. Эйбар, Испания), в Национальном исследовательском совете Испании, в учебном процессе НУК «Машиностроительные технологии» МГТУ им. Н. Э. Баумана.

Достоверность полученных результатов определяется обоснованностью допущений теоретических моделей путем сравнения с результатами методических экспериментов и сопоставлением с данными литературных источников, а данных экспериментальных исследований - воспроизводимостью при многократном повторении экспериментов и непротиворечивостью физическим законам.

Личный вклад автора Основная часть исследований в работе выполнена лично автором, в том числе: анализ тенденций и основных проблем развития технологического оборудования полупроводников, материалов и приборов электронной техники и механических систем этого оборудования, систематизация опубликованных данных о трибодесорбционных и трибоэмиссионных явлениях, разработка теоретических основ трибодесорбционных явлений, разработка методических основ и технических средств экспериментальных исследований трибодесорбции, экспериментальные исследования трибодесорбции металлических материалов и трибологических покрытий, разработка феноменологических моделей и методов практического использования результатов исследований, Отдельные результаты получены либо под руководством автора (исследования трибодесорбции из покрытий аморфного алмазоподобного углерода и из полимерных материалов, экспериментальная проверка частных моделей поведения вакуумной системы), либо при непосредственном участии (анализ результатов аналитических методик с использованием вторично-ионной масс-спектрометрии, рентгеновской дифракции, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, метода ядер отдачи, атомно-силовой микроскопии).

Апробация результатов, изложенных в диссертации, проводилась на шести Российских научно-технических конференциях «Вакуумная наука и техника» в 1993-2003 гг.; 5-й, 7-й - 9-й международных конференциях «Трибология и надежность», г. Санкт-Петербург; 7-й Европейской вакуумной конференции, 15-м - 17-м Международных вакуумных конгрессах, международном иберийском трибологическом конгрессе 2007 г., Европейской трибологической конференции 2007,1-м международном конгрессе прикладной физики 2003 г., 280-м международном семинаре НегаиевЛУЕ (г. Ильменау, Германия), международных трибологических конференциях, организованных Японским трибологическим обществом 2000-2002 гг., 4-й вакуумной конференции стран Азии и Австралии, международном семинаре ЮНЕСКО-МЦОС 2004 г., трибологических семинарах им. М. М. Хрущева ИМАШ-РАН с международным участием, международной конференции «Новые технологии -промышленности России», международной конференции «Наука через образование» и др.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано более 65 научных работ, в том числе 29 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора наук согласно перечню ВАК, получено 3 патента на изобретения, 2 заявки на изобретения прошли этап предварительной экспертизы.

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит введение, 9 глав, заключение, в котором сформулированы основные выводы работы, список использованной литературы и приложения. Содержание работы изложено на 671 страницы машинописного текста, диссертация содержит 64 таблицы и 236 рисунков. Список литературы включает 540 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследуемой проблемы, сформулированы цель и задачи работы, перечислены полученные новые научные результаты, раскрыта их практическая ценность, представлены положения, выносимые на защиту, описана структура работы.

В первой главе («Анализ проблем обеспечения требований вакуумной среды в сверхвысоковакуумном оборудовании производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники») обозначено современное состояние и основные тенденции развития технологий и оборудования для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники. Несмотря на ускоренный рост в последние десятилетия электронной и полупроводниковой промышленности, которые в глобальном масштабе уже превзошли автомобильную и сталелитейную промышленности и по темпам роста, и в абсолютном денежном исчислении, технологическое оборудование производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники не претерпело такого же быстрого развития: за последние 50 лет совершенствование оборудования шло экстенсивным путем, т.е. в основном за счет увеличения диаметра подложек и увеличения количества одновременно обрабатываемых изделий, а компоновочные схемы оборудования принципиально не изменились. В настоящее время для поддержания темпов роста производства необходим переход от экстенсивного пути, который близок к исчерпанию своих возможностей, к интенсивному, основанному на высокоинтегрированных автоматизированных производственных системах, построенных по магистрально-модульной схеме, т.е. схеме, в которой различные технологические модули соединены единой

сверхвысоковакуумной транспортной магистралью. Хотя попытки создания таких систем совершаются с 80-х годов двадцатого столетия, одной из основных проблем, препятствующих их широкому внедрению, является обеспечение надежности, столь сложного и дорогостоящего оборудования, а также чистоты вакуумной среды внутри транспортной магистрали. Как показал опыт построения прототипов транспортных магистралей и предварительные исследования, основными источниками загрязнения, как в виде химически активных газов, так и мелкодисперсных частиц, являются пйры трения механизмов, направляющих, транспортеров, вводов движения, расположенных в сверхвысоком вакууме (СВВ).

Решение проблемы снижения генерации загрязнений механическими узлами возможно 1) конструктивным путем, заключающимся в изменении конструкции механизмов с целью уменьшения или полного устранения поверхностей трения в вакууме (системы магнитной левитации, магнито- и электрореологические приводы, механизмы управляемой упругой деформации), либо 2) трибологическим путем, состоящим в усовершенствовании материалов, покрытий и условий трения. Второй путь представляется наиболее перспективным, поскольку позволяет использовать простые и более дешевые «классические» конструктивные схемы транспортных магистралей, к тому же второй путь не исключает и применения новых конструктивных решений.

Несмотря на важность решения проблемы механсъ и трибостимулированной десорбции газов из материалов и покрытий, к началу настоящей работа отсутствовало не только четкое представление о механизмах и источниках трибодесорбции из различных материалов и покрытий, но даже не имелось однозначной терминологии и методологии исследований. Приведен краткий обзор опубликованных результатов экспериментальных исследований трибодесорбции из некоторых сталей, полимерных материалов (политетрафторэтилена и полиимида), минералов (кальцита), твердосмазочных материалов на основе дисульфида молибдена с различными связующими, а также покрытий мягких металлов (серебро, свинец). Накопленные экспериментальные факты еще не получили всестороннего теоретического рассмотрения с использованием междисциплинарного подхода и количественных моделей. Остается малоизученным вопрос о характеристиках, механизмах и источниках трибодесорбции газов из современных материалов и покрытий трибологического назначения, использующихся при создании вакуумных механизмов, в том числе металлов различной кристаллической структуры, вулканизатов синтетических каучуков, керамических, углеродных и металлических

нанокластерных покрытий. Необходимо определить атермические механизмы трибодесорбции, поскольку существующая термическая модель трибодесорбции не в состоянии объяснить десорбцию газов в малонагруженных и миниатюрных прецизионных парах трениях.

В конце главы сформулированы цели и задачи исследования.

Во второй главе («Специфика трибодесорбции как трибоэмиссионного явления») сформулированы основные особенности и закономерности активации трибодесорбции как разновидности трибоэмиссионного процесса в рамках единого методологического подхода с позиций физико-химической механики. Показано, что отличительными характеристиками трибосопряжения по сравнению с другими формами механического взаимодействия являются структурная иерархия вплоть до макроуровня и стационарность или цикличность взаимодействия, и что эти факторы являются определяющими для возникновения особых диссипативных структур и явлений самоорганизации трибоэмиссионных процессов. На основе обобщенного схемы трибоэмиссионных явлений П. Ю. Бутягина показаны основные траектории, по которым происходит трибодесорбция газов: 1) непосредственно при разрушении материала вследствие выделения растворенных и окклюдированных газов; 2) как вторичный процесс выделения газообразных продуктов деполимеризации и деструкции материала вследствие разрыва химических связей - образования парамагнитных центров - образования свободных радикалов; 3) как вторичный процесс, вследствие диссоциации молекул в газовом разряде, вызванном образованием некомпенсированного заряда при разрушении материала, а также эмиссией электронов и ионов. Таким образом, в активацию трибодесорбции газов могут быть вовлечены как процессы пластической деформации, образование и движение дислокаций и др. дефектов, так и электромагнитные и химические процессы. Описаны новые механизмы активации трибодесорбции и трибоэмиссионных явлений в целом, не требующие пластической деформации и разрушения материала - микротрибоплазма и структурно обусловленная ад- десорбция.

На основе решения тепловой задачи в зоне трения установлена прямая зависимость наибольшей температуры поверхности зоны трения от комплекса (Яг - характерный размер фактической зоны контакта, /л - коэффициент трения, - скорость скольжения) (рис. 1). Показано, что для слабонагруженных и миниатюрных пар трения, характерных для прецизионных направляющих, манипуляторов и др. механизмов оборудования производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники, наибольшее повышение

температуры в зоне трения не превышает 10° С, что недостаточно для термической активации трибодесорбционных процессов.

Рассмотрены возможные атермические механизмы активации трибодесорбции в зоне трения: удаление оксидных пленок и покрытий; изменение энергетического состояния поверхности; увеличение площади поверхности и ее корругация; образование поверхностных и объемных дефектов; образование неоднородных полей механических напряжений и деформаций; движение дефектов; изменение реакционной способности материала; генерация электрических полей; эмиссия электронов, ионов,

Рис. 1. Зависимость максимальной температуры на поверхности круговой зоны трения от значений комплекса Я^У, при контактном напряжении, равном твердости более мягкого материала, для следующих пар материалов при сухом трении: 1 - ШХ15 - керамика А1203,2 - алмаз - сапфир, 3 - 02X18Н10 - керамика А1203) 4 - ШХ15 -02Х18Н10, 5 - натриево-щелочное стекло - алмаз, 6 - ШХ15 -фторопласт. Вертикальная жирная линия указывает нижнюю границу значений комплекса для традиционных макроскопических механизмов, а серая зона в правом верхнем углу - область возможных значений температур для традиционных механизмов

В третьей главе («Теоретические основы трибодесорбционных процессов в миниатюрных и слабонагруженных узлах трения сверхвысоковакуумных механических систем оборудования производства электронной техники») разработана модель массопереноса газа в системе «твердое тело - поверхность - вакуум» с учетом специфики трибологического сопряжения, термических, деформационных и деструкционных процессов в зоне трения.

Совместно с задачей десорбции решается задача трибостимулированной диффузии газов в кристаллической решетке, задача транспорта примесных атомов газов дислокациями^ истечения газов из микроскопических пор и механохимических реакций.

Общая система уравнений для определения потока трибодесорбции на основе баланса потоков газа на поверхности зоны трения без учета потока растворения адсорбированных атомов записана в следующем виде:

—nm=Qina+Qad-Qd

л

Ото = СшдО-^ехр

п ¿»оО-*}" р

С1г=о(0 = /с(0

"а,та

ят,

сЬ,(0

я У

(1)

ят.

где в - коэффициент покрытия поверхности адсорбированным газом, пт - поверхностная плотность адсорбционных центров, Q^m -удельный поток внутренней адсорбции (т.е. переход растворенных атомов и молекул в адсорбированное состояние), Qad - удельный поток адсорбции, q¿ - удельный поток десорбции, еа,1па - энергия активации выхода атома газа на поверхность, (¡т - константа скорости внутренней адсорбции, я - универсальная газовая постоянная, т, -температура поверхности, С^ - концентрация растворенных атомов непосредственно под поверхностью (при г=0), р - давление газа, ¿о -начальный коэффициент прилипания при нулевом покрытии, и -порядок адсорбции, т - масса молекулы, к - постоянная Больцмана, - температура газа, Кл - константа десорбции, Е^ - энергия активации десорбции, С„ - кинетическая константа.

Система (1), дополненная соответствующим уравнением, определяющим через параметры диффузии или транспорта молекул газа в объеме, полностью описывает все процессы газообмена в зоне трения. Поскольку в СВВ переход адсорбированных атомов в растворенное состояние пренебрежимо мал, в первом приближении можно считать, что процессы диффузии и транспорта атомов газа в объеме не зависят от адсорбционно-десорбционных процессов на поверхности, что позволяет решать задачи газообмена на поверхности и транспорта газа в объеме

независимо друг от друга. Такой подход, в отличие от предыдущих моделей, позволяет значительно упростить решение системы (1).

Впервые получены решения системы (1) в общем виде, для первого и второго порядка адсорбции, а также для двух частных случаев:

1) Ш=/«=«ш/; и=1; 0(О)=во

= А/сс+Л2 ( А/СС+а2 , А/сс +Л2+Л3 \Afcc +л2+АЪ

■во

exp(-//rífc/i), (2)

где параметры скорости внутренней адсорбции, адсорбции десорбции

¿I =¿m.eXp

пт

f ^ дд ,ina

А2

Р* О

■ -, A=M?Lexp

nm^2nmkTg и,

"т

Id_ ВТ,

SJ

Ъш ~ постоянная времени переходного процесса: Td,st,l = (Afee +а2+аз )-1;

2Ш0=/«=сопй; к=2

А/с (0 + % А - tanh^-

т=-

+ С2 2

V4Wc(0 + 4^3+42/C2(0

V4WC(0 + 4^3+42/C2(0

(3)

(4)

Для решения системы (1) в случае, когда предложен

приближенный метод путем аппроксимации кусочно-постоянной функцией.

На основе анализа литературных данных определены наиболее характерные диапазоны изменения параметров, входящих в (2), для конструкционных материалов и покрытий, использующихся в вакуумных механизмах, и определены диапазоны варьирования параметров скорости трех основных процессов на поверхности (рис. 2). Параметр скорости внутренней адсорбции значительно превышает параметры скорости двух других процессов, таким образом, именно внутренняя адсорбция определяет скорость трибодесорбционных процессов. Этот вывод указывает на то, что растворенные и окклюдированные в объеме материала газы являются основным источником трибодесорбции газов. С учетом этого справедливы следующие зависимости для постоянной времени:

т?

я (Afee)

г!

Ginafcc

exp

rt;

s J)

и равновесного коэффициента покрытия:

4/сс+Л2

А/сс+А2+А3

Уравнение (2) при отсутствии внутренней адсорбции приходит к уравнению изотермы Ленгмюра, что указывает на непротиворечивость предложенной модели существующим моделям адсорбции.

Влияние фрикционного воздействия на поток десорбции рассмотрено в рамках кинетической теории через изменение одного или нескольких параметров, входящих в уравнения (1). Детально рассмотрены три основных возможных фактора фрикционного воздействия на десорбцию газов с поверхности:

а) изменение времени нахождение молекулы газа в адсорбированном состоянии;

б) изменение концентрации адсорбированных молекул на поверхности;

в) изменение количества адсорбционных центров на поверхности трения.

Диффузия Внешняя адсорбция

Внутренняя адсорбция

I'Ч'"I 'Ч 'Ч П 'ЧЧ ^ 'Ч 'Ч 'Ч'Ч 'Ч 'Ч 'Ч 'Ч 'Ч ™1 >4 'Ч 'Ч

10 10 10 10 , 10 Параметр скорости (с ) Рис. 2. Диаграмма диапазонов изменения параметров скорости процессов внутренней адсорбции, адсорбции и диффузии

Показано, что такие возможные факторы, как уменьшение активационного барьера десорбции, повышение температуры в зоне трения, увеличение константы скорости десорбции, скорости перехода атомов из растворенного в адсорбированное состояние не могут в полной мере объяснить весь комплекс явлений трибодесорбции либо по причине количественных различий теоретически рассчитанных и экспериментальных потоков трибодесорбции, либо характера поведения трибодесорбции.

Результаты моделирования потока трибодесорбции на основе (2) показали, что изменение концентрации адсорбированных атомов и молекул за счет внутренней адсорбции обеспечивает как достаточно высокую скорость переходных процессов, так и достаточную

величину потока, и в полной мере объясняет экспериментальные данные.

Рассмотрены механизмы воздействия трения на диффузию и транспорт газов в объеме зоны фрикционного воздействия, в том

числе: термически активированная диффузия; диффузия в поле напряжений кристаллической решетки; взаимодействие растворенных атомов с неподвижными ловушками; взаимодействие растворенных атомов с подвижными ловушками; фазовые превращения в материале. На основе моделирования показано, что все перечисленные процессы кроме термической диффузии могут способствовать транспорту газа из объема к поверхности в миниатюрных и слабонагруженных узлах трения. Согласно проведенным расчетам, возникновение градиента механических напряжений в поверхностном слое коррозионно-стойкой стали в диапазоне 1012 - 2,5x10й Пам"1 приводит к возникновению удельного диффузионного потока 1017-10 м"2с', что сопоставимо по величине с экспериментально измеренными значениями. Также показано, что удаление диффузионных барьеров способно привести к заметному повышению десорбционного потока: при удалении с поверхности алюминия оксидного слоя толщиной 0,3 нм полное количество десорбированного водорода увеличивается на 13%. Постоянные времени этих процессов лежат в диапазоне 1-100 с, что также не противоречит экспериментальным наблюдениям.

Другим важным механизмом переноса растворенного водорода из объема материала к поверхности зоны трения является транспорт подвижными дислокациями. На основе упрощенной модели Тьена установлено, что расстояние, на которое переносятся примесные атомы водорода движущимися дислокациями в коррозионно-стойкой стали и никеле всегда превышает расстояние, которое преодолевают эти атомы за счет термической диффузии, если продолжительность деформирования превышает 10"4 с, т.е. практически всегда, когда речь идет о вакуумных механизмах. На основе упрощенного подхода Гилмана разработана кинетическая модель транспорта примесных атомов газов подвижными дислокациями: удельный поток атомов газа к единице поверхности за счет транспорта дислокациями:

Л

Н/В2

хехр

^ (В3+Д4(1 + Д20)ехр(-Д2г) _

нгв2

(7)

Я

/

где

вх =

ехр

кТ<

8ь кТ,

ь-Ж,

а

Въ=ръН/, В4 = <гМт,(&)

р0 - исходная плотность мобильных дислокаций, Мт - коэффициент размножения дислокаций, Я/ - коэффициент упрочнения, йь -потенциал притяжения для атомов газа в области дислокации, И -коэффициент диффузии, 6^ - глубина активной зоны трения, гс -эффективный радиус дислокации, г - время, е - скорость деформации, Сь - концентрация газа в окружающей кристаллической структуре в отсутствие дислокаций. Зависимости безразмерного количества перемещенного газа к единице поверхности как функция времени при разных значениях параметров Ви Вг показаны на рис. 3. Эти графики весьма точно описывают поведение трнбодесорбции, исследованное в экспериментах с никелем, коррозионно-стойкой сталью и керамическими покрытиями, а именно: вначале скорость десорбции велика, затем достигает максимума и медленно снижается. Количественные характеристики потока газов, переносимого дислокациями также соответствует экспериментально измеренным значениям. Все это указывает на то, что транспорт растворенных газов движущимися дислокациями в объеме активной зоны трении, является одним из наиболее вероятных механизмов трнбодесорбции.

Путем моделирования истечения газов из микроскопических пор на основе подходов Кнудсена, Жданова, Ролдугина и др. показано, что ни количественно, ни качественно истечение газа из микроскопических пор не может объяснить экспериментально наблюдаемое поведение трнбодесорбции газов из металлических материалов.

1<Р

п-21

Зю-1 ?1б2

10'

В,=10"

■23

В,=10

В2= 10

Рис. 3. Зависимость безразмерного комплекса и^/^С^О) от времени

при разных значениях параметров В1г £/=10 с'1

0,0

0,2 и

0,4

Для описания трнбодесорбции метана и других газов, которые не растворяются и не могут быть окклюдированы в большинстве исследованных материалов, разработана модель генерации газов на основе трибохимических реакций с использованием механоактивационного подхода Журкова, Болдырева, Бутягина,

Уракаева и др. Модель учитывает постепенное расходование реагентов и уменьшение их исходной концентрации, что приводит к постепенному снижению потока газовыделения в процессе трения. После прекращения трения уменьшение потока трибодесорбции связано с уменьшением концентрации активных центров, что эквивалентно снижению эффективной константы скорости реакции.

Теоретически исследованы возможные механизмы активации трибодесорбции за счет трибоэлектромагнитных явлений: эмиссии электронов, ионов, возникновения микротрибогошмы и разработана модель явления.

В четвертой главе («Теоретические основы измерения и экспериментального исследования трибодесорбции») на основе единого систематического подхода сформулированы количественные показатели трибодесорбции газов. На основе сопоставления различных методов рекомендовано использовать метод динамического расширения (или метод откачки через диафрагму). Для этого метода выведены формулы расчета показателей трибодесорбции по измеренным значениям общего и/или парциальных давлений.

Проанализированы физические ограничения метода, связанные с адсорбцией десорбированных газов на стенках вакуумной системы, реадсорбции газов на поверхности зоны трения, а также с переходными процессами адсорбции, десорбции и откачки. На основе совместного решения уравнений баланса адсорбированных газов на поверхности вакуумной системы и газов в объеме вакуумной системы впервые получены полные аналитические решения для давления газов и концентрации газов на поверхности. Показано, что поведение системы газ-поверхность описывается суммой двух экспоненциальных функций времени, имеющих различные постоянные времени, описываемые следующими уравнениями:

\-1

rgen,1,2

= 2

йХ + 1 + ц} =F-J^-r^-rJ )f+ 4raV

(9)

где т?=Спжpf-Jjj

V^2mkTg S(p) т/

~~v' v ~ объш

вакуумной камеры, S - быстрота откачки, Ays - площадь поверхности стенок вакуумной камеры. На основе анализа полученных решений установлено, что для паров воды существует значительная разница между значениями первой и второй постоянных времени, что позволяет в приближенных расчетах рассматривать эти два процесса независимо друг от друга. В то же время, для водорода различие значений постоянных времени невелико, следовательно, нельзя

ограничиваться рассмотрение только одно процесса, как это принято в большинстве опубликованных работ, а необходимо применять полное решение. Показано, что для улучшения разрешения быстропротекающих десорбционных процессов необходимо улучшать динамические характеристики вакуумной системы путем уменьшения объема вакуумной камеры, увеличения быстроты откачки и применения конструкционных материалов с высокой энергией активации десорбции и малой адсорбционной ёмкостью.

Разработана математическая модель давления в вакуумной системе, имеющей источник трибодесорбции, с учетом адсорбции на стенках. Получены приближенные решения линеаризованной системы уравнений для случая адсорбции первого порядка и постоянного коэффициента прилипания. При помощи преобразования Лапласа получено аналитическое решение системы уравнений в области изображений. Экспериментальная проверка моделей для двух законов поведения трибодесорбции подтвердила верность разработанных моделей. Установлено, что при экспоненциальном законе повышения потока трибодесорбции график давления имеет точку перегиба на фазе роста. При этом если после экспоненциального роста поток трибодесорбции экспоненциально снижается, максимум давления запаздывает по времени относительно максимума потока. Получены аналитические зависимости, связывающие характеристики сигнала давления с характеристиками потока трибодесорбции. Разработаны номограммы для приближенных инженерных расчетов показателей трибодесорбции на основе измеренного сигнала давления.

Рассмотрено влияние динамических характеристик вакуумметров, масс-спектрометра, усилителей, аналого-цифровых преобразователей на измерение количественных показателей трибодесорбции. При помощи разработанной модели определена доля молекул, адсорбирующихся на стенках вакуумной камеры, от общего количества трибодесорбированных молекул (рис. 4). Установлено, что

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90100 '.с

трибодесорбции и давления в вакуумной системе (указано цифрами на графиках, [Па])

Рис. 4. Доля молекул, адсорбированных на

поверхностях вакуумной системы, от полного количества десорбированных молекул в зависимости от продолжительности

на

эта доля не превышает 12% при давлениях до 10"!О Па и только в начальный момент времени. При продолжительности трибодесорбции более 30 с доля молекул, адсорбированных на стенках, <1%.

Проведен обзор существующего экспериментального оборудования для исследования трибодесорбционных явлений. На основе анализа схем механического воздействия рекомендовано использовать конфигурацию ползун-плоскость, которая позволяет в наибольшей степени снизить посторонние источники газовыделения, а также обладает значительной гибкостью в выборе видов механического воздействия (возвратно-поступательное трение, нереверсивное поступательное трение, удар и др.). Для указанной конфигурации разработаны две новые экспериментальные сверхвысоковакуумные системы, позволяющие реализовывать трение, удар, задавать функцию нормальной нагрузки во времени, измерять поток и состав десорбирующихся газов, реализовывать эксперименты при температурах образца от криогенных до 600 "С в сверхвысоком вакууме или в контролируемой атмосфере при давлении от 10"9 мбар до атмосферного. Эти установки использованы в экспериментальных исследованиях трибодесорбции газов из различных материалов и покрытий, результаты которых представлены ниже. Кроме того приведено описание СВВ установки, использованной для исследования трибодесорбции из реальных механизмов.

Описаны материалы и образцы, использованные в экспериментальном исследовании, приведены методики исследования механических, физических и химических свойств образцов, морфологии поверхности, методы очистки и подготовки образцов, методы нанесения покрытий.

В пятой главе («Экспериментальное исследование спектрального состава, кинетики и динамики трибодесорбции с поверхностей некоторых металлов и металлических сплавов (N1, Си, Т;, Та, коррозионно-стойкая сталь)») представлены результаты экспериментальных исследований спектрального состава газов, десорбирующихся из металлов и металлических сплавов, имеющих различную кристаллическую структуру: никеля, меди, титана, тантала и коррозионно-стойкой стали аустенитного класса (Х18Н10Т и АБ1 304). Установлено, что основными десорбирующимися газами для всех исследованных металлов и сплавов были водород и метан. При трении коррозионно-стойкой стали также были обнаружены следы моноксида углерода. Относительное содержание водорода составило: 93-99% для наводороженной меди, 70-98% для никеля, 50-58% для тантала, порядка 90% для коррозионно-стойкой стали. При трении титана и ненаводороженной меди десорбция газов была незначительна, и достоверно определить относительное содержание

водорода и метана не представилось возможным. Относительное содержание водорода по-разному изменялось во время трения: возрастало для никеля и тантала и снижалось для меди. Полученные результаты подтверждают гипотезу о том, что растворенные газы (водород) и трибохимические реакции являются основными источниками трибодесорбции из исследованных материалов. Для никеля и стали, имеющих более высокую растворимость по водороду, поток трибодесорбции был выше, чем для Си, имеющей более низкую растворимость, несмотря на одинаковую кристаллическую структуру всех трех материалов (г.ц.к.). Отсутствие значимой трибодесорбции из образцов Та, несмотря на весьма высокую растворимость в нем водорода, близкую к растворимости в Рс1, объяснено высокой летучестью водорода за время, требуемое для достижения уровня вакуума перед началом эксперимента (48 ч.). В экспериментах с предварительно деформированным Та трибодесорбция была более заметна, что связано с наличием ловушек на дефектах структуры, препятствующих быстрому улетучиванию водорода.

Обнаружено, что во всех случаях в поведении трибодесорбции можно выделить три этапа: 1 - повышение давления в начале трения, 2- установившаяся трибодесорбция и 3 - переходный процесс снижения потока трибодесорбции после прекращения трения. В зависимости от поведения трибодесорбции на втором этапе дополнительно можно выделить два основных сценария: 1 - наличие пика в первые несколько циклов трения, затем установившийся практически постоянный поток трибодесорбции; 2 - быстрый рост потока до достижения максимума, сопровождающийся последующим довольно быстрым снижением. В дополнение, наблюдается быстропротекающее периодическое изменение потока трибодесорбции коррелирующее с движением контртела. При помощи разработанных выше моделей рассчитаны кинетические характеристики трибодесорбции и константы переходных процессов.

Вопреки установившемуся мнению показано, что трибодесорбция не связана с трением линейно, а является результатом активации материала при трении. Так, установлено, что поток трибодесорбции не достигает максимального значения в момент начала трения и не прекращает роста при прекращении трения (рис. 5): при продолжительности одного цикла трения стали 18 мс максимум потока достигался через 208-476 мс, а полная продолжительность трибодесорбции составляла свыше 3,5 с.

При помощи метода «меченых атомов» проведены прямые исследования источников трибодесорбции на примере никеля и коррозионно-стойкой стали, подтвердившие, что источниками десорбции водорода является растворенный в объеме материала газ, а

не адсорбированные на поверхности молекулы. Образцы материала перед исследованием трибодесорбции насыщались дейтерием методом катодного насыщения в 0,1 н растворе В2304 в 020. В спектре трибодесорбции этих образцов были обнаружены Н2 и НО. Молекулярный дейтерий не был зарегистрирован ни при трибодесорбции, ни при термодесорбции при 100 °С.

5,90

I

Ъ 5,85 а,

5,801

1 и ! г*1 ! г ' / 4 I ¡1 Ч

трибодесорбци?

1.1. • ■ 1 • • • • • 1 Г 1 1

5,90

26

27 28 '(с)

29

а

^5,85 а. 5,80

1- ;трение, '¡Г*

1 1 ■ 1 1 _1_1_1_____

25,4 25,6 25,8 26,0 26,2 26,4 '(с)

Рис. 5. Увеличенное изображение пика давления в вакуумной камере вследствие трибодесорбции при одном цикле трения коррозионно-стойкой стали. Продолжительность трения 18 мс, продолжительность роста давления - 400 мс, продолжительность трибодесорбции >3,5 с

Предложена модель десорбции водорода, дейтероводорода и дейтерия как реакция второго порядка типа Ленгмюра-Хиншельвуда, объясняющая полученные экспериментальные результаты:

2

%

ю О

Поверхность

Вакуум

Н

&

к, к,.

<н--

Н*+Н* а)

к,

к2 к.

б) в)

Рис. 6. Схема реакций образования газов при трибодесорбции: а)

молекулярного водорода, б) дейтероводорода, в)

молекулярного дейтерия. к\ -константа скорости 1-й реакции

Проведено измерение количественных показателей трибодесорбции для исследованных материалов: среднего потока трибодесорбции, максимального потока трибодесорбции, полного количества десорбированного газа, среднего удельного за цикл трения количества десорбированного газа.

Исследована эволюция потока трибодесорбции в зависимости от условий трения (нормальная нагрузка и частота трения), состояния образцов и содержания водорода. Поведение графиков зависимости

полного количества десорбированного водорода от времени при длительном трении совпадает с поведением, предсказанным моделью транспорта водорода подвижными дислокациями (рис. 3). В экспериментах с длительным трением установлено, что поток трибодесорбции имеет тенденцию к постепенному снижению. Увеличение потока трибодесорбции на 30% происходило в результате выдержки образца в покое в вакуумной камере в течение 12 часов и более либо в результате нагрева выше 100 °С в течение 1 часа. Установлено отсутствие прямой зависимости между нормальной нагрузкой, продолжительностью трения и величиной потока трибодесорбции. Однако для всех образцов не зависимо от исходного состояния и условий трения наблюдалась линейная зависимость между количеством десорбированного водорода (и дейтероводорода) и объемом пластически деформированного (или изношенного, поврежденного материала) (рис. 7). Эти результаты позволили распространить модель Крагельского, устанавливающую связь объема активной зоны трения и количества десорбированного газа для углеродистых и конструкционных сталей, на исследованные в данной работе материалы. Коэффициент пропорциональности между количеством десорбированного газа и параметром, характеризующим объём активной зоны трения, является ннвариантой материала, зависящей от вида материала и содержания свободного растворенного газа.

•q-20 о.

jl5t

. ~ 50 100 150 200 250 ЗОС

-с. (мм) ¿е4(цм2)

а) б)

Рис. 7. Зависимость количества десорбированного водорода от площади поперечного сечения активной зоны трения никеля (а) и коррозионно-стойкой стали (б)

Впервые показано, что условия нагружения в указанном диапазоне не влияют (или незначительно влияют) на выход водорода из никеля и стали. Установлено, что количество десорбированного водорода не линейно зависит от продолжительности катодного наводораживания: вначале количество десорбированного водорода

растет, а затем снижается в связи с образованием связанных форм водорода (гидридов, ловушек и т.п.).

В шестой главе («Основные характеристики и источники десорбции газов при трении вулканизатов синтетических каучуков») приведены результаты экспериментальных исследований трибодесорбции из вулканизатов синтетических каучуков и композиций: этилен-пропилен-диенового, бутадиен-нитрильного ненасыщенного и насыщенного, полиэфируретанового (Эстан 58300), композиции полипропиленового, этилен-пропилен-диенового и хлорбутилового каучуков (Vegaprene®). Для всех исследованных эластиков в составе десорбирующихся газов наблюдались водород, метан, моноксид углерода и (за исключением Эстан 58300) пары воды. При трении этилен-пропилен-диенового, бутадиен-нитрильного каучуков и Эстан 58300 дополнительно наблюдалась десорбция этилена и/или пропилена, а также других неустановленных алкеновых и алкановых групп. Масс-спектры газов, выделяющихся при нагреве исследованных вулканизатов до 150 °С, качественно совпадают с масс-спектрами трибодесорбирующихся газов, а также с масс-спектрами газов, выделяющихся при комнатной температуре. Низкомолекулярные соединения: метан, монокись и диоксид углерода, пары воды, а также, возможно, неполимеризованные мономеры основного полимера и летучие компоненты примесей, -MOiyr изначально быть растворены (окклюдированы) в полимерной матрице, адсорбированы на частицах сажи, либо образовываться в результате трибо- или термостимулированных реакций. Диоксид углерода, не входя в состав полимера, может находиться в адсорбированном состоянии на включениях углерода, мелкодисперсных частицах оксидов кремния, титана, цинка и других добавок, используемых при производстве вулканизатов. Происхождение метана и бутилена (винила) не совсем ясно.

Установлено, что в отличие от металлов, трибодесорбция из исследованных вулканизатов происходила только при трении при умеренных нагрузках, не приводивших к разрушению эластиков в зоне трения. В то же время, прокалывание и разрезание этих эластиков в вакуумной камере не приводило к заметному выделению газов.

Предложена новая модель трибодесорбции из саженаполненных вулканизатов синтетических каучуков, предполагающая, что основными источниками трибодесорбции являются частицы сажи, служащие наполнителем и обладающие высокой адсорбционной активностью. При трении происходит деформация частиц наполнителя, что приводит к десорбции газа. В то же время, при разрезании и прокалывании эластомера разрушение локализуется

преимущественно в полимерной матрице, не затрагивая частиц наполнителя, в результате чего поток трибодесорбции существенно ниже, чем при трении.

В седьмой главе («Экспериментальное исследование спектрального состава, кинетики и динамики трибодесорбции тонкопленочных трибологических покрытий») приведены результаты экспериментальных исследований трибодесорбции газов из тонкопленочных покрытий трибологического назначения, использующихся или перспективных для использования в вакуумных механизмах: мягких металлов (медь и нанокластерная медь), аморфного алмазоподобного углерода, керамик (Т1М:А{»/81, двухслойные покрытия \УС/Ш/81 и ВСМ/Т^).

Установлено, что спектральный состав трибодесорбирующихся газов из исследованных покрытий, в целом, подобен составу газов, выделяющихся при трении металлов, за исключением покрытий, полученных методом физического осаждения из плазмы в среде аргона. Для последних в спектре десорбирующихся газов присутствовал аргон, источником которого являлись молекулы, окклюдированные в покрытии в процессе нанесения. Основными источниками трибодесорбции являлись газы, растворенные и окклюдированные в покрытии, газы, образующиеся в результате трибохимических реакций, и, в случаях нанокластерных покрытий, газы, адсорбированные в нанопорах между нанокластерами. Отмечено существенное отличие соотношения метана и водорода в спектрах трибодесорбции тонкопленочных покрытий по сравнению с металлическими медными образцами: относительное содержание метана было значительно выше, что объяснено наличием примесей на поверхности покрытий, приводящих к образованию метана в результате трибохимических покрытий. Содержание метана было особенно высоким (100 - 85 %) для покрытий меди на коррозионно-стойкой стали, что связано с присутствием паров масла в камере нанесения, откачиваемой диффузионным насосом. При трении нанокластерного покрытия меди с размером кластеров 25-170 нм помимо водорода и метана в масс-спектре десорбирующихся газов присутствовал моноксид углерода. Источником СО, видимо, являются молекулы, адсорбированные из атмосферы в нанопорах между кластерами.

При трении твердых керамических покрытий Тй^А^ и ^УС/ТОМИ максимальный поток трибодесорбции составил (2-3)* 10"8 мбар л с"1, поведение трибодесорбции носило хаотический характер с отдельными пиками. Средний поток трибодесорбции для \УС/Т1М/81 был ниже, чем для Тй^А^! и преимущественно только в самом начале трения. Соотношение между содержанием водорода и метана

было 60-80% к 20-40%. Износ этих покрытий был незначителен. При продолжительном трении в некоторых случаях наблюдалось полное удаление покрытия в зоне трения и обнажение подслоя ТШ или подложки, однако это не приводило ни к качественному, ни к количественному изменению трибодесорбции газов.

При трении аморфного алмазоподобного углерода десорбирующиеся газы включали водород, метан и, доя покрытий, полученных в среде аргона, аргон. Статистический анализ масс-спектров трибодесорбции при помощи разработанной методики не выявил присутствия метального радикала в десорбирующихся газах.

Существенно отличным . был спектр и поведение трибодесорбции для двухслойного покрытия ВСК/ШН. Помимо водорода, метана и аргона, присутствовали пары воды и кислород, источником которых могли быть атмосферные газы, окклюдированные в нанопорах покрытия во время его хранения в атмосфере.

Исследована корреляция износа и повреждения покрытия в зоне трения и динамики трибодесорбции. Установлено, что необходимым, но не достаточным условием для возникновения трибодесорбции является какой-либо вид повреждаемости покрытия: износ, отслаивание, растрескивание, пластическая деформация, и т.п. Поток трибодесорбции был тем выше, чем интенсивнее повреждаемость материала в зоне трения: при изменении режима повреждаемости от абразивного износа к растрескиванию и отслаиванию покрытия поток трибодесорбции возрастал в 30-50 раз (для ВСМ/П/ЯО. При трении аморфного алмазоподобного углерода трибодесорбция не наблюдалась на начальном этапе трения во время приработки и формирования пленки переноса на контртеле, а также на этапе сверхнизкого трения, но была интенсивной на этапе повреждаемости.

В восьмой главе («Основы моделирования трибодесорбционных явлений в микротрибоконтакте») разработаны феноменологические модели трибодесорбции: элементарная, континуальная и дискретная, - для описания явления, соответственно, в элементарном объеме материала, при непрерывном трении (односвязная область контакта) и при трении шероховатых поверхностей. Введены единичные функции трибодесорбции:

- удельная по объему: = (Ю а)

' ' аУ

• удельная по площади: д., л 1 = > (10 б)

' ' аА

где Qs,,l^llir- количество молекул (или молей) десорбированного газа из объема активной зоны трения ¿У, 0,шм - количество молекул (или

молей) десорбированного газа с активированных или вновь образованных поверхностей площади М. Физический смысл функций (10 а) и (10 б) - отклик трибодесорбции на деформацию или разрушение единичного объема материала или образование единичной активированной (или вновь образованной) поверхности. Единичная функция трибодесорбции представляет собой эмпирическую обобщенную характеристику, являющуюся суммой различных сорбционных процессов в зоне контакта, а также является импульсной характеристикой трибодесорбционной системы, входом которой является функция деформирования- или разрушения материала при трении, а выходом - поток трибодесорбции за счет деформации и разрушения материала. Удельные единичные функции трибодесорбции определены экспериментально с использованием ударного нагружения для никеля, коррозионно-стойкой стали и углеродных покрытий.

Полный поток трибодесорбции определяется как свертка удельной единичной функции трибодесорбции и функции скорости вовлечения материала в активную зону трения:

- при пластической деформации, разрушении и износе:

ея(0е?й,кд(0*^(0. (Па)

- при хрупком разрушении и растрескивании:

= (Пб)

где Л^еХО - скорость вовлечения материала в активную зону трения, Ц пк) ~ скорость активирования или образования новых поверхностей. В общем случае: &(,<*(') = &1Д1(0 * +?Й,КД(0 * 0 • (12)

При непрерывном трении с односвязной областью контакта функция скорости вовлечения материала в активную зону трения определяется на основе решения контактной задачи для заданной геометрии контртела. Для сферического контртела получена приближенная формула:

^(0^1,56^(0^(0, (13)

где а„(0 - функция, описывающая ширину зоны контакта во время трения, - скорость трения.

Дня дискретного контакта шероховатых поверхностей:

= (14)

I

где йУР1 - средний объем микронеровностей, деформируемый при контактирования в условиях пластического контакта в момент

времени Я - функция Хэвисайда, Л/ - продолжительность деформирования участка микронеровностей.

В девятой главе («Прикладные аспекты практического использования результатов исследования трибодесорбционных явлений») на основе обобщения полученных результатов сформулированы принципы управления трибодесорбционными явлениями как на стадии проектирования внутрикамерных механизмов СВВ оборудования, так .и на стадии их эксплуатации. Определены основные цели управления трибодесорбционными процессами в различных приложениях, состоящие в минимизации или максимизации потока трибодесорбции, полного количества десорбированного газа или удельного потока десорбированного газа при каком-либо виде повреждения материала в зоне трения. Сформулированы стратегии достижения этих целей на основе конструктивного и технологического подходов с учетом особенностей трибодесорбции из различных материалов. В частности, технологический подход включает в себя рекомендации по проведению обезгаживающих прогревов, по регламенту функционирования механизмов, по технологиям создания трибологических покрытий и их предварительной обработки. На основе разработанных феноменологических моделей трибодесорбции впервые создан математический аппарат системы вакуумной диагностики внутрикамерных механических узлов. В основе этого математического аппарата лежит решение обратной задачи нахождения объема или площади поверхности поврежденного материала по известным удельным единичным функциям трибодесорбции и измеренному потоку трибодесорбции. Найдено решение задачи с использованием преобразования Лапласа: для пластической деформации, износа и разрушения:

(ШМ) По

и для хрупкого повреждения:

'-Pin t,\W

(16)

RfJt)=i:'

ЖдоГ

где буквой £. обозначено изображение по Лапласу.

Описан разработанный и запатентованный метод для определения содержания свободных газов и летучих веществ в материалах и покрытиях с использованием трибодесорбции. Основные результаты работы сводятся к следующему:

1) Показано, что сдерживающими факторами на пути внедрения магистрально-модульных систем и кластерного оборудования помимо их высокой стоимости (более 10 млн. долларов США) являются нерешенность проблем обеспечения надежности (наработка на отказ > 5760 часов) и качества технологической среды (парциальные давления кислорода, метана, монокиси и двуокиси углерода, соединений серы < (5-8)х10"" Па). Наиболее критическая ситуация по надежности и чистоте среды наблюдается для механических устройств и транспортных систем, имеющих узлы трения, функционирующие в вакууме, вследствие повышенного и нестабильного трения, износа и десорбции химически активных газов.

2) Установлено, что в слабонагруженных и миниатюрных узлах трения повышение температуры материала в зоне трения является незначительным (как правило, не превышает 10 °С) и не может являться причиной большинства трибоэмиссионных явлений, в том числе трибодесорбции газов. Показано, что основными активационными факторами трибодесорбции газов в миниатюрных и слабонагруженных узлах трения являются процессы повреждаемости материала: пластическая деформация, износ, растрескивание, отслоение покрытий.

3) Установлено, что источники трибодесорбции зависят от рода материала и десорбирующегося газа: источником водорода, дейтерия и инертных газов (аргона) при трении металлов, металлических, углеродных и керамических покрытий являются газы, растворенные или окклюдированные в материале до начала трения в вакууме; источником метана являются трибохимические реакции; источником СО при трении нанокластерных покрытий являются молекулы, адсорбированные в нанопорах между нанокластерами; источником трибодесорбции газов при трении наполненных вулканизатов синтетических каучуков (этилен-пропилен-диенового, бутадиен-нитрильного, полиэфируретанового и композиции полипропиленового, этилен-пропилен-диенового и хлоробутилового) являются газы, адсорбированные на частицах наполнителя (сажи).

4) Получено общее решение системы уравнений, описывающий комплекс процессов в системе «материал-поверхность-газ», Установлено, что транспорт атомов и молекул газа из объема материала к поверхности зоны трения и внутренняя адсорбция, т.е. переход атомов и молекул газа из объема материала в адсорбированное состояние на поверхности, являются процессами, определяющими скорость трибодесорбции, и постоянная времени этих процессов лежит в интервале 1-100 с.

5) Установлено, что транспорт газа из объема материала к поверхности осуществляется: за счет ускоренной диффузии атомов и

молекул газа в поле механических напряжений, за счет удаления поверхностных слоев материала, являющихся диффузионными барьерами, за счет транспорта подвижными дислокациями, а также за счет фазовых превращений. Возникновение градиента механических напряжений на поверхности коррозионно-стойкой стали в диапазоне 10 - 2,5x10м Пам"1 приводит к возникновению удельного диффузионного потока Ю17- 1023 м'2с"!. При удалении с поверхности алюминия оксидного слоя толщиной 0,3 нм полное количество десорбированного водорода увеличивается на 13%.

6) Разработан комплекс потоковых и интегральных общих и удельных количественных показателей трибодесорбции с учетом специфики трибологического сопряжения. Разработаны теоретические основы экспериментальных исследований трибодесорбции. Показано, что систематическая погрешность измерения количества десорбированного газа за счет адсорбции на стенках вакуумной камеры не превышает 12% при давлении <Ю'10 Па при продолжительности трибодесорбции не менее 30 с. Разработан комплекс технических средств для измерения трибодесорбции, на которые получен международный патент и поданы две заявки на патент.

7) Установлено, что среди исследованных материалов и покрытий низкий поток трибодесорбции (<4х10"8 мбарлс"1) имеют тантал, медь, титан, наводороженный аморфный углерод, покрытия "ПЮАв^СУШ.

8) Установлено, что количество десорбированного водорода при трении никеля и коррозионно-стойкой стали линейно зависит от объема материала в активной зоне трения и от содержания свободного растворенного водорода в материале. Коэффициент пропорциональности между количеством десорбированного газа и параметром, характеризующим объем активной зоны трения, является инвариантной зависящей от типа материала и содержания газа в материале и составляет для никеля и коррозионно-стойкой от 6,51хДО"2 мбармм"3 до 4,09x10"' мбармм"3 в зависимости от содержания растворенного водорода.

9) Установлено, что трибодесорбция из вулканизатов синтетических каучуков происходит при трении, но не происходит при разрыве и прокалывании эластомера. Наименьшим среди исследованных эластомеров потоком трибодесорбции с наименьшим содержанием химически активных газов обладает насыщенный бутадиен-нитрильный каучук.

10) Разработана феноменологическая модель трибодесорбции. Показано, что поток трибодесорбции может быть описан как свертка единичной удельной функции трибодесорбции и функции скорости

вовлечения материала в активную зону трения или функции скорости активирования поверхности.

И) На основе полученных результатов создан комплекс методов управления трибодесорбционными характеристиками материалов, в том числе методика расчета показателей трибодесорбции на стадии проектирования и эксплуатации внутрикамерных механизмов сверхвысоковакуумного оборудования, технологические способы управления трибодесорбционными процессами как при создании покрытий, так и во время эксплуатации механизмов. Разработан математический аппарат вакуумной диагностики технического состояния узлов трения, работающих в вакууме. Разработан новый метод измерения содержания газов в материалах и покрытиях.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ: грант Президента РФ для молодых ученых (1996), грант 08.01.016 (2003), грант Президента РФ для молодых кандидатов наук МК-764.2003.08 (2003-2004), грант 01.01.052 (20032004), грант по целевой программе 3.3 (2005); INTAS: международные гранты YSF-164D (2002-2004), INNO № 05-1000007-417 (2005-2006); Комиссии Европейского Сообщества: грант «Мария Кюри» MIF2-CT-2006-22067, проект KRISTAL 515837-2, проект Clean Engine (TST5-СТ-2006-031241); Европейского научного фонда ESF-FÄNAS (совместно с Министерством науки и инноваций Испании): проект FUNDTRIBO (МАТ 2008-02999-Е); Японского научно-технологического агентства: грант JSTA 2000; Немецкого агентства академических обменов DAAD: грант post-doc 1999; Министерства науки и инноваций Испании: Ramón у Cajal RYC-2009-04125, проект по программе «Прикладные исследования» (CIT-420000-2009-53), проект NanotribocoiT (МАТ2005-07872).

Автор выражает благодарность за сотрудничество и помощь в выполнении этой работы: профессорско-преподавательскому составу кафедры «Электронные технологии» и МГТУ им. Н. Э. Баумана и лично проф. Е. А. Деулину, проф. Л. И. Волчкевичу, проф. Ю. В. Панфилову, проф. А. Г. Колесникову, проф. Г. П. Павлихину, а также А. В. Русанову, В. В. Савранскому, П. И. Коновалову, И. П. Меньшикову; сотрудникам лаборатории «Вакуумная технология» Инсппута прикладной физики «Торрес Кеведо» (г. Мадрид, Испания) Института материаловедения (г. Мадрид, Испания) профессорам X. Л. де Сеговия, Э. Роман, А. Руиз и Руиз; сотрудникам фонда Текникер (г. Эйбар, Испания) док. М. Конте, док. А. Игартуа и док. К. ван Рийн; док. А. Климент-Фонт; проф. М. Шерге и док. И. Ахмед Универстита Ильменау (Германия); проф. К. Накаяма Института передовых технологий и науки (г. Цукуба, Япония); сотрудникам лаборатории

«Трибологии и динамики систем» Высшей центральной школы (г. Лион, Франция) и лично проф. Ж.-М. Мартану, проф. Ф. Капса, док. Ж. Фонтану; проф. К. Н. Войнову Санкт-Петербургского государственного университета путей сообщения.

Основные работы, опубликованные по теме диссертации

1. Механика и физика точных вакуумных механизмов / Р. Невшупа [и др.]; Моногр.; В 2 т.; Под ред. Е. А. Деулина. Владимир: Владим. гос. ун-т., 2001. Т.1.176 с.

2. Механика и физика точных вакуумных механизмов / Р. Невшупа [и др.]; Моногр.; В 2 т.; Под ред. Е. А. Деулина. М.: НПК «Интелвак»; Вакууммаш, 2002. Т.2.152 с.

3. Mechanics and physics of precise vacuum mechanisms / R. A. Nevshupa [etc.], Dordrecht: Springer, 2009.234 p.

4. Невшупа P. А. Влияние сорбционных процессов на постоянную времени вакуумных систем // Вакуумная техника и технология. 2007. Т. 17, №1. с. 11-19.

5. Невшупа Р. А. Роль атермических механизмов в активации трибодесорбции и триболюминесценции в миниатюрных и слабонагруженных узлах трения // Трение и износ. 2009. Т. 30, Ш 2. С. 118-126.

6. Невшупа Р. А. Структурно-обусловленные эффекты в микротрибоконтакте // Трибология и надежность: Тр. 7-й международ, научн. - техн. конф. СПб., 2007. С. 66-74.

7. Nevshupa R. A. Triboemission: an attempt of developing a generalized classification» // Tribology: science and applications. Vienna: PAS, 2003. P. 11-25

8. Невшупа P. А., Деулин E. А. О корреляции радиальной интерференции зубчатого зацепления и потока газовыделения вакуумного планетарного механизма // Вестник машиностроения. 2003. № 10. С. 27-30.

9. Невшупа Р. А., Синев JI. С. Модель изменения давления в вакуумной системе при откачке летучей жидкости // ЖТФ. 2005. Т. 75, № 10. С. 5-8.

10. Nevshupa R. A., de Segovia J. L., Roman E. Surface-induced reactions of absorbed hydrogen under mechanical forces // Vacuum. 2005. V. 80. P. 241-246.

11. Nevshupa R A., Nakayama K. Effect of Nanometer Thin Metal Film on Triboemission of Negatively Charged Particles from Dielectric Solids //Vacuum. 2002. V. 67, P. 375-380.

12. Nevshupa R. A., Scherge M., Ahmed S. I.-U. Transitional microfriction behavior of silicon induced by spontaneous water adsorption //Surface Science. 2002. V. 517. P. 17-28.

13. Nevshupa R.A., de Segovia J.L. Outgassing from stainless steel under impact in UHV It Vacuum. 2002. V. 64. P. 425-430. .

14. Nevshupa R A., de Segovia J. L., Deulin E. A. Outgassing of stainless steel during sliding friction in ultra high vacuum // Vacuum. 1999. V. 53. P. 295-298.

15. Nevchoupa R. A., de Segovia J. L., Deulin E. A. An UHV system to study gassing and outgassing of metals under friction // Vacuum. 1999. V. 52, N. 1/2. P. 79-87.

16. Коновалов П. И., Меньшиков И. П., Невшупа Р. А. Моделирование передаточной характеристики вакуумной системы, содержащей источник прерывистого газовыделения // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Естествен, науки. 2007. Т. 1(24). С. 104 -110.

17. Анализ динамических характеристик вакуумной системы / Р. Невшупа [и др.] // ПЖТФ. 2005. Т. 31, в. 22. С. 42-46.

18. Динамические характеристики «идеальной» вакуумной системы /Р. А. Невшупа [и др.] IIПТЭ. 2006. №6. С. 121-126.

19. Deulin Б. A., Nevshupa R. A. Deuterium penetration into the bulk of a ball of a ball bearing due to its rotation in vacuum // Applied Surface Science. 1999. V. 144-145. P. 283-286.

20. Deulin E. A., Nevshupa R. A., de Segovia J. L. An UHV system to study gassing and outgassing of metals under friction II Vacuum. 1999. V. 52. P. 79-87.

21. Dynamical model of total and partial pressures in a vacuum system due to intermittent desorption / R A. Nevshupa [etc.] // Vacuum. 2003. V. 69. P. 477-487.

22. Nakayama K., Nevshupa R. A. Characteristics and Pattern of Plasma Generated at Sliding Contact // J. Tribology. 2003. V 125. P. 780-787.

23. Nakayama K., Nevshupa R. A. Plasma generation in a gap around a sliding contact // J. Phys D: Appl. Phys. 2002. V. 35. L53-L56.

24. Peressadko A. G., Nevshupa R. A., Deulin E. A. Mechanically stimulated outgassing from ball bearings in vacuum // Vacuum. 2002. V. 64. P. 451-456.

25. Gas desorption during friction of amorphous carbon films /R. Nevshupa [etc.] // J. Phys: Conf. Series. 2008. V. 100. P. 082050-1082050-4.

26. Mechanically stimulated solution of adsorbed hydrogen and deuterium in steel / R. A. Nevshupa [etc.] // Surface and Interfacial Analysis. 2000. V. 30. P. 635-637.

27. Nevshupa R. A., Roman E., de Segovia J. L. Model of the effect of local frictional heating on the tribodesorbed gases from metals in ultra-high vacuum // International Journal of Materials and Product Technology. 2010. V. 38, №1. P. 57-65.

28. Ахмадиев Д. Р., Деулин Е. А., Невшупа Р. А. Исследование пластической деформации деталей вакуумного привода в результате обезгаживающего прогрева // Высокие технологии в промышленности России: Тр. 5-й международ, науч.-техн. конф. М., 1999. С. 45-49.

29. Деулин Е. А., Коновалов В. В., Невшупа Р. А. Моделирование газовыделения из пар трения механизмов // Вакуумная наука и техника: Тр. 5-й международ, науч.-техн. конф. М., 1998. С. 199-203.

30. Деулин Е. А., Невшупа Р. А. Компьютерное моделирование газообмена при работе шарикоподшипников в высоком вакууме // Вакуумная наука и техника : Тр. 3-й международ, науч.-техн. конф. М., 1996. С. 44-45.

31. Невшупа Р. А., Коровин М. В. Пути диагностики высоковакуумных трибологических сопряжений с использованием нейронной сети //Трибология и надежность: Тр. 7-й международ, науч.-техн. конф. СПб., 2007. С, 120-122.

32. Савранский В. В., Невшупа Р. А. Исследование корреляции статистических параметров кинетики трибодесорбции газов и интенсивности диссипации механической энергии в высоковакуумных шарикоподшипниках // Трибология и надежность Тр. 8-й международ, науч.-техн, конф. СПб., 2008. С. 157-166.

33. Способ диагностики технического состояния механических элементов, работающих в вакууме : Патент № RU 97122170; заявл. 29.12.1997; опубл. 27.09.1999 г.

34. Dispositivo de medida de fuerzas: Solicitud de patente PCT/ES2009/070635 Spain; fíled. 29.12.2009. (Устройство для измерения сил в вакууме)

35. Procedimiento у el dispositivo para determinar el contenido de gases y volátiles en materiales: Patent W02008102027-A1 Spain ; fíled. 23.02.2007; published. 28.08.2008, Boletín Oficial de la Propiedad Industrial. 2008. № 5. (Метод и устройство для определения содержания газов и летучих веществ в материалах и покрытиях).

36. Frictional contact part evaluation device and its method: Patent № JP2004198220 Japan; fíled 18.12.2002; published 15.07.2004 (Устройство и метод для определения состояния пар трения).

37. Soporte de muestra para ultra alto vacío: Solicitud de patente PCT/ES2010/070273 Spain; fíled 29.04.2010. (Держатель образца для сверхвысокого вакуума)

Отпечатано в ООО «Компания Спутники-» ПД № 1-00007 от 25.09.2000 г. Подписано в печать 09.08.2010 Тираж 100 экз. Уел, п.л. 2,0 Печать авторефератов (495)730-47-74,778-45-60

Введение.

Глава 1. Анализ проблем обеспечения требований вакуумной среды в сверхвысоковакуумном оборудовании производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники.

1.1. Анализ проблем и перспектив развития электронной техники, технологии и технологического оборудования.

1.1.1 Анализ тенденций развития электронной и оптоэлектронной техники.

1.1.2 Анализ проблем развития технологий и технологического оборудования электронной и оптоэлектронной техники.

1.2. Методы обеспечения требований качества вакуумной среды, предъявляемых к материалам внутрикамерных механизмов сверхвысоковакуумного технологического оборудования.

1.3. Краткий обзор основных результатов экспериментальных и теоретических исследований трибодесорбции.

1.4. Выбор материалов для исследования.

Цель и задачи исследования.

Глава 2. Специфика трибодесорбции как трибоэмиссионного явления.

2.1. Место трибодесорбции в системе трибоэмиссионных явлений.

2.1.1. Обобщенная классификация трибоэмиссионных явлений.

2.1.2. Единство и взаимосвязь трибоэмиссионных явлений.'.

2.2. Специфика активации физико-химических процессов на поверхности и в объеме материалов трибологических сопряжений.

2.2.1 Специфика трибологических сопряжений.

2.2.2. Термическая активация.

2.2.3. Атермическая и структурная активация.

2.2.4. Микротрибоплазма.

Выводы к главе 2.

Глава 3. Теоретические основы трибодесорбционных процессов в миниатюрных и слабонагруженных узлах трения сверхвысоковакуумных механических систем оборудования производства электронной техники.

3.1. Общие положения. Компоненты потока трибодесорбции.

3.2. Анализ влияния фрикционного воздействия на кинетику десорбции и адсорбции газов на поверхности зоны трения.

3.2.1. Общая система уравнений массопереноса газа на поверхностях в зоне трения и её решение.

3.2.2. Анализ механизмов воздействия трения на кинетику сорбционных процессов в зоне контакта.

3.2.2.1. Анализ влияния фрикционного воздействия на изменение времени нахождения молекул в адсорбированном состоянии.

3.212.2. Анализ влияния фрикционного воздействия на изменение концентрации, адсорбированных атомов и газообмен между объемом и поверхностью твердого тела.

3.3. Механизмы воздействия трения на диффузию и транспорт газов в объеме зоны фрикционного воздействия.

3.3.1. Анализ факторов фрикционного воздействия, влияющих на диффузию и транспорт газов в зоне трения.

3.3.2. Влияние трения на диффузию газов в зоне фрикционного воздействия.

3.3.2.1. Влияние механических напряжений на диффузию газов в зоне трения.

3.3.2.2. Сегрегация растворенных атомов газов на дефектах структуры в зоне трения.

3.3.2.3. Влияние ловушек на диффузию и растворимость газов в зоне трения.

3.3.2.4. Моделирование диффузии газов в зоне фрикционного воздействия.

3.3.3 Влияние фазовых превращений материалов в зоне трения на кинетику диффузии и растворимость газов.

3.3.4 Взаимодействие атомов газов с подвижными дислокациями.

3.4. Анализ механизмов эмиссии включенных (окклюдированных), химически несвязанных газов при фрикционном воздействии.

3.5. Анализ механохимических процессов генерации газов при трении.

3.6. Анализ влияния микротрибоплазмы на трибодесорбцию газов.

Выводьък главе 3.

Глава 4. Теоретические основы измерения и экспериментального исследования трибодесорбции.

4.1. Теоретические основы и методы экспериментальных исследований трибодесорбции газов в миниатюрных узлах трения СВВ механических систем.

4.1.1. Количественные показатели трибодесорбции.

4.1.2. Методика измерения потока трибодесорбции газов.

4.1.3. Анализ физических ограничений динамического диапазона измерения-нестационарной трибодесорбции газов.

4.1.3.1. Теоретические основы моделирования динамики давления газа в вакуумной системе.

4.1.3.2. Общее решение для системы, имеющей источники стимулированной адсорбции и десорбции1.

4.1.3.3. Решение на основе интегральных преобразований.

4.1.3.4. Упрощенные модели для частных случаев функции газовыделения: моделирование газовыделения прямоугольными импульсами (меандр).

4.1.3.5. Упрощенные модели для частных случаев функции газовыделения: моделирование газовыделения экспоненциальными функциями.

4.1.3.6. Экспериментальная проверка упрощенной модели.

4.1.4. Анализ влияния адсорбции и реадсорбции газов на результаты измерения потоков трибодесорбции.

4.1.4.1. Расчет количества молекул, адсорбированных на поверхностях вакуумной системы (реадсорбция).

4.1.4.2. Расчет количества молекул, реадсорбированных на поверхности зоны трения.

4.1.5. Оценка предела измерения трибодесорбции.

4.1.6. Погрешность измерения.

4.2. Обзор и анализ существующих методов и оборудования экспериментальных исследований трибодесорбции газов.

4.3. Разработка нового оборудования для экспериментальных исследований трибодесорбции газов.

4.3.1. Сверхвысоковакуумный трибометр для исследования трибодесорбции материалов и тонкопленочных покрытий.

4.3.2. Вакуумный стенд для исследования приводов и изучения динамики давления при газовыделении из высших кинематических пар.

4.4. Подготовка образцов.

4.5. Методы исследования поверхности материалов и покрытий.

Выводы к главе 4.

Глава 5. Экспериментальное исследование спектрального состава, кинетики и динамики трибодесорбции с поверхностей некоторых металлов и металлических сплавов (Ni, Си, Ti, Та, коррозионно-стойкая сталь).

5.1. Спектральный состав газов, десорбирующихся при трении.

5.1.1. Никель.

5.1.2. Бескислородная медь высокой проводимости.

5.1.3. Тантал.

5.1.4. Титан.

5.1.5. Коррозионно-стойкая сталь.

5.1.6. Анализ результатов.

5.1.7. Основные закономерности поведения трибодесорбции.

5.2. Прямое исследование источников трибодесорбции при помощи метода меченых атомов».

5.3. Эволюция трибодесорбции и ее взаимосвязь с условиями трения, деформацией и повреждаемостью некоторых материалов в зоне трения.

5.3.1. Общие сценарии эволюции трибодесорбции.

5.3.2 Никель.

5.3.3. Коррозионно-стойкая сталь.

5.4. Зависимость кинетических параметров трибодесорбции от исходной концентрации газов.

Выводы к главе 5.

Глава 6. Основные характеристики и источники десорбции газов при трении вулканизатов синтетических каучуков.

6.1. Спектральный состав трибодесорбирующихся газов.

6.1.1. Этилен-пропилен-диеновый каучук (СКЭПТ, EPDM).

6.1.2. Бутадиен-акрилонитрильный каучук (СКН, NBR 8002).

6.1.3. Насыщенный (наводороженный) бутадиен-акрилонитрильный каучук (HNBR).

6.1.4. Термопластичный полиэфируретановый каучук (СКУ, TPU).

6.1.5. Композиция полипропилена, этилен-пропилен-диенового и хлоробутилового каучука Vegaprene®.

6.1.6. Масс-спектрометрические характеристики термодесорбции. Анализ результатов.

6.2. Взаимосвязь трибодесорбции газов с трением, износом и разрушением вулканизатов синтетических каучуков.

Выводы к главе 6.

Глава 7. Экспериментальное исследование спектрального состава, кинетики и динамики трибодесорбции тонкопленочных трибологических покрытий.

7.1. Покрытия меди.

7.1.1. ТПП меди на кремнии (Cu/Si).

7.1.2. ТПП меди на коррозионно-стойкой стали (Cii/ss).

7.1.3. Нанокластерное ТПП меди на кремнии (nano-Cu/Si).

7.2. Керамические покрытия.

7.2.1. ТПП нитрид титана, легированный серебром/ кремний (TiN:Ag/Si).

7.2.2. Двухслойное ТПП карбид вольфрама/нитрид титана/кремний (WC/TiN/Si).

7.2.3. Двухслойное ТПП карбонитрид бора/титан/кремний (BCN/Ti/Si).

7.3. Аморфный алмазоподобный углерод (АПУ).

7.4. Основные закономерности динамики трибодесорбции из ТПП (на примере АПУ и двухслойного ТПП карбонитрид бора/титан/кремний).

7.4.1. ТПП аморфного алмазоподобного углерода.

7.4.2. ТПП карбонитрид бора/титан/кремний (BCN/Ti).

Выводы к главе 7.

Глава 8. Основы моделирования трибодесорбционных явлений в микротрибоконтакте.

8.1. Подходы к моделированию трибодесорбционных явлений в микротрибоконтакте.

8.2. Элементарная феноменологическая модель трибодесорбции.

8.3. Континуальная модель трибодесорбции.

8.4. Дискретная модель трибодесорбции.

Выводы к главе 8.

Глава 9. Прикладные аспекты практического использования результатов исследования трибодесорбционных явлений.

9.1. Систематизация методов управления трибодесорбционными процессами.

9.2. Повышение надёжности работы пар трения в вакууме за счёт активного диагностирования повреждения материалов и покрытий в зоне трения.

9.3. Трибодесорбционный метод определения содержания газов в материалах и покрытиях.

Выводы к главе 9.

Необходимость глубокого исследования основных закономерностей, источников и физико-химических механизмов трибодесорбционных явлений возникла как следствие развития прикладной вакуумной технологии, в частности, в результате исследования производительности и надежности вакуумного технологического оборудования. В современном технологическом сверхвысокова-куумном оборудовании, относящемся как области производства современных электронных и оптоэлектронных приборов, так и совершенно новых нанотех-нологических устройств, присутствует значительное количество механизмов, предназначенных для выполнения технологических операций, транспортирования изделий между технологическими позициями, различных манипуляций, позиционирования и т.п. При этом надежность технологических систем в расширенном понимании зависит не только от надежности функционирования, но и от параметрической надежности, в том числе и такого важного параметра для сверхвысоковакуумных систем, как чистота вакуумной среды.

Совершенствование вакуумных технологий привело к значительному прогрессу как в создании вакуумных систем со сверхнизким уровнем газовыделения и газонатекания, так и высокопроизводительных систем откачки. В то же время, практически не уделялось внимания проблеме генерации газов из пар трения механизмов и узлов, расположенных внутри вакуумного объема. В составе газов, образующихся в результате функционирования механизмов, присутствуют химически активные газы: моно- и двуокись углерода, оксиды и гидриды серы, метан и другие алифатические соединения, концентрации которых в технологическом оборудовании жестко лимитированы техническими требованиями. Проблема генерации газов из пар трения, т.е. проблема трибодесорбции, постепенно по мере решения других проблем вышла на одно из лидирующих мест при разработке и эксплуатации сверхвысоковакуумного оборудования, поскольку, как показал проведенный в данной работе анализ отечественного и зарубежного опыта, именно загрязнение изделий внутри технологической сверх-высоковакуумной системы на стадии их транспортирования газами и частицами, источником которых являются внутрикамерные механизмы, сдерживает интенсивное развитие технологического оборудования производства электронной техники. Учитывая опережающий рост электронной промышленности на мировом уровне в последние годы и значимость нанотех-нологий в современном развитом обществе, технологический прорыв, связанный с решением этой проблемы, может обеспечить значительные экономические и технологические преимущества, а также способствовать росту влияния страны на мировой арене. По данным руководителя секции «Инновационного развития и экономики» Межведомственного научного совета по трибологии РАН В. И. Новикова [151], объем рынка трибологических технологий для сверхвысоковакуумных транспортных систем в ближайшие пять лет составит 2 млрд. Долларов США, а страна, обладающая этими технологиями, получит доступ к лидерству в наноэлектронике.

Однако, несмотря на важность поставленной проблемы, исследования трибодесорбционных явлений весьма разрознены. В настоящее время отсутствует даже единая терминология и методология исследования этого явления, что свидетельствует о «нежном» возрасте науки о трибодесорбции, а различные аспекты трибодесорбционных явлений изучаются весьма не систематически в различных отраслях науки, в том числе физикохимией твердого тела, наукой о полимерах, наукой о поверхности, физико-химической механикой, вакуумной наукой и др. Таким образом, глубокое и систематическое исследование трибодесорбционных явлений из материалов различной химической природы, призванное выявить источники и основные механизмы этих явлений, а также создать научные основы управления трибодесорбционными процессами, является весьма актуальной задачей.

Целью данной работы является разработка научных основ управления трибодесорбционными процессами в миниатюрных и слабонагруженных узлах трения механических систем сверхвысоковакуумного технологического оборудования электронной техники и нанотехнологий на основе теоретических и систематических экспериментальных исследований.

В соответствии с поставленной целью сформулированы основные задачи диссертации:

1) определение места и роли трибодесорбции в системе трибо-и механоактивационных явлений с учетом синергии и многостадийности их проявления,

2) определение основных механизмов активации трибодесорбции для материалов различной физико-химической природы (металлов, неметаллов, полимеров, покрытий), характерных для современных и перспективных миниатюрных и слабонагруженных узлов трения СВВ механических систем оборудования производства электронной техники;

3) разработка теоретической модели трибодесорбционных явлений в миниатюрных и слабонагруженных узлах трения механизмов СВВ технологического оборудования с учетом термических, атермических и структурных механизмов активации трибодесорбции;

4) создание научных основ, методов и оборудования для экспериментальных исследований трибодесорбционных явлений в миниатюрных и слабонагруженных узлах трения прецизионных СВВ механических систем;

5) систематическое экспериментальное исследование трибодесорбции газов из новых материалов и покрытий различной природы, перспективных для использования в миниатюрных узлах трения механических систем нового поколения;

6) разработка моделей и методов расчета параметров трибодесорбции различных материалов и покрытий для практического инженерного использования;

7) разработка практических методов управления трибодесорбционными процессами и повышение эффективности системы вакуумной диагностики на основе обнаруженных закономерностей трибодесорбции.

Научная новизна диссертации состоит в том, что в ней систематизированы и обобщены материалы выполненных автором разработок технических средств и методик исследования трибодесорбции из новых и перспективных материалов и покрытий миниатюрных и слабонагруженных узлов трения внут-рикамерных механизмов сверхвысоковакуумных технологических систем производства изделий электронной техники и нанотехнологий, а также результаты комплексных теоретических и экспериментальных исследований процессов выделения газов при трении металлических материалов, вулканизатов синтетических каучуков и тонкопленочных покрытий, позволившие выявить ряд новых явлений и существенно расширить понимание механизмов трибодесорбции в миниатюрных и слабонагруженных узлах трения, сформулировать и обосновать адекватные расчетные модели и предложения по регулированию трибодесорбционных явлений, а также их использованию для in situ диагностики состояния материалов и покрытий в зоне трения и для анализа содержания газов в материалах и покрытиях.

К принципиально новым результатам относятся:

1. физически обоснованные методы и комплекс экспериментальных средств для количественного измерения и исследования трибодесорбции газов из материалов и покрытий в вакууме при трении в миллиньютоновом диапазоне нормальных нагрузок;

2. теоретическая модель трибодесорбции газов из слабонагруженных и миниатюрных узлов трения внутрикамерных механизмов на основе нетермической и структурной активации трибодесорбции газов;

3. результаты экспериментальных исследований по спектральному составу, кинетике и динамике трибодесорбции газов в сверхвысоком вакууме из металлов различной кристаллической структуры, вулканизатов синтетических каучуков и тонкопленочных покрытий различной химической природы и структуры в миллиньютоновом диапазоне нормальных нагрузок;

4. экспериментально обнаруженная и теоретически обоснованная взаимосвязь между кинетикой трибодесорбции, интенсивностью процессов повреждаемости материала в зоне трения и содержанием свободно растворенных и окклюдированных газов в материале;

5. результаты и обобщающие выводы экспериментальных исследований влияния процессов повреждаемости материалов и покрытий на кинетику и интегральные характеристики трибодесорбции;

6. комплекс инженерных методик расчета кинетических и интегральных показателей трибодесорбции действующего и проектируемого оборудования, в том числе при использовании новых и перспективных материалов и покрытий;

7. методы и технические средства для анализа содержания газов в материалах и покрытиях на основе- использования явления- трибодесорбции;

8. мероприятия по повышению эффективности вакуумной» in situ диагностики технического состояния поверхностей трения внутрикамерных механизмов сверхвысоковакуумных технологических систем на основе использования полученных зависимостей по кинетике и поведению трибодесорбции.

На защиту выносятся:

1. методы расчетно-теоретического анализа трибодесорбции1 в слабона-груженных и миниатюрных узлах трения« внутрикамерных механизмов сверхвысоковакуумных технологических систем производства электронных приборов;

2. методики количественной оценки кинетических и интегральных показателей трибодесорбции газов по набору экспериментальных данных об изменении давления в вакуумной системе;

3. результаты комплексных экспериментальных исследований спектрального состава; кинетики и- динамики трибодесорбции газов из металлических материалов, вулканизатов синтетических каучуков и тонкопленочных покрытий различной« структуры и химического состава; технические средства экспериментальных исследований;

4. методы регулирования- трибодесорбции^ в действующем и разрабатываемом оборудовании, методы определения содержания газов в материалах и покрытиях на основе явления трибодесорбции^ и методы повышения эффективности вакуумной- диагностики технического состояния» поверхностей трения^ внутрикамерных механизмов.сверхвысоковакуумного технологического оборудования;

Научная* и практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что:

1. получены расчетно-теоретические методы оценки показателей трибодесорбции из металлических материалов, вулканизатов синтетических каучуков и тонкопленочных покрытий действующего и проектируемого оборудования;

2. создана методика и технические средства для измерения количественных показателей трибодесорбции в сверхвысоком вакууме в миллиньютоновом диапазоне нормальных нагрузок;

3. определены основные механизмы и движущие силы трибодесорбционных процессов для металлических материалов различной кристаллической структуры и вулканизатов синтетических каучуков;

4. определена взаимосвязь повреждаемости материала с кинетикой и поведением трибодесорбции, что позволило разработать комплекс практически значимых методов определения содержания газов в материалах и диагностики технического состояния поверхностей трения внутрикамерных механизмов сверхвысоковакуумных механизмов;

5. созданы методика и технические средства для анализа содержания газов в материалах и покрытиях.

Результаты разработок внедрены в ООО «МЭЛЗ-ЭВП», в МГТУ им. Н.Э. Баумана, в компании «Текникер» (г. Эйбар, Испания) - метод и оборудование для измерения трибодесорбции газов из материалов и покрытий - система СА3иНУ; и в Национальном исследовательском совете Испании - метод и оборудование для анализа содержания газов в материалах и покрытиях — система ТпБез. Результаты также могут быть использованы на предприятиях электронной промышленности, например ОАО «НПО Геофизика-НВ», ФГУП НИИ «Полюс» им. М. Ф. Стельмаха, ФГУП «НИИ Вакуумной Техники им. С.А. Векшинского», НТ-МДТ и других.

Личный вклад автора. Основная часть исследований в работе выполнена лично автором, в том числе: систематизация опубликованных данных о трибодесорбционных и трибоэмиссионных явлениях, разработка теоретических основ трибодесорбционных явлений, разработка методических основ и технических средств экспериментальных исследований трибодесорбции, экспериментальные исследования трибодесорбции металлических материалов и трибологических покрытий, разработка феноменологических моделей и методов практического использования результатов исследований. Отдельные результаты получены либо под руководством автора (исследования трибодесорбции из покрытий аморфного алмазоподобного углерода и из полимерных материалов, экспериментальная проверка частных моделей поведения вакуумной системы), либо при непосредственном участии (анализ результатов аналитических методик с использованием вторично-ионной масс-спектрометрии, рентгеновской дифракции, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, метода ядер отдачи, атомно-силовой микроскопии).

Апробация результатов, изложенных в диссертации, проводилась на 1й-10й Российских научно-технических конференциях «Вакуумная наука и техника» в 1993-2003 гг.; 5й, 7й, 8й и 9й международных конференциях «Трибология и надёжность», г. Санкт-Петербург; 7й Европейской вакуумной конференции, 15й - 17й Международных вакуумных конгрессах, Иберийском трибологиче-ском конгрессе 2007 г., Европейской трибологической конференции 2007, 1м Конгрессе прикладной физики 2003 г., 280м семинаре Негаиез-"\\ПЗ (г. Ильме-нау, Германия), Японских трибологических конференциях 2000-2002 гг., 4й Вакуумной конференции стран Азии и Австралии, конференции «Надежность» 2003 г., семинаре ЮНЕСКО-МЦОС 2004 г., трибологических семинарах им. М.М. Хрущева ИМАШ-РАН, конференции «Новые технологии - промышленности России», конференции «Наука через образование», семинарах кафедры «Электронные технологии» МГТУ им. Н. Э. Баумана и др.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано более 65 научных работ, в том числе 29 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора наук согласно перечню ВАК, полуI чено 3 патента на изобретение, 2 заявки на изобретение находятся на стадии экспертизы.

Диссертация состоит из девяти глав, заключения, в котором сформулированы основные выводы работы, списка использованной литературы и шести приложений.

В первой главе («Анализ проблем обеспечения требований вакуумной среды в сверхвысоковакуумном оборудовании производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники») обозначено современное состояние и основные тенденции развития технологий и оборудования для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники, проанализированы проблемы и противоречия, препятствующие дальнейшему развитию, в частности проблемы повышения надежности и обеспечения качества вакуумной технологической среды. Установлено, что основными источниками загрязнения, как в виде химически активных газов, так и мелкодисперсных частиц, являются пары трения механизмов, направляющих, транспортеров, вводов движения, расположенных в сверхвысоком вакууме (СВВ). Приведен анализ методов обеспечения требований качества вакуумной среды, предъявляемых к материалам внутрикамерных механизмов сверхвысо-ковакуумного технологического оборудования, а также обзор основных результатов экспериментальных и теоретических исследований трибодесорбции. В конце главы сформулированы цель и задачи исследований.

Во второй главе («Специфика трибодесорбции как трибоэмиссионного явления») сформулированы основные особенности и закономерности активации трибодесорбции как разновидности трибоэмиссионного процесса в рамках единого методологического подхода с позиций физико-химической механики. Показано, что отличительными характеристиками трибосопряжения по сравнению с другими формами механического взаимодействия являются структурная иерархия вплоть до макроуровня и стационарность или цикличность взаимодействия, и что эти факторы являются определяющими для возникновения особых диссипативных структур и явлений самоорганизации трибоэмиссионных процессов. Рассмотрены различные траектории процессов трибодесорбции. Приведен анализ механизмов активации трибодесорбционных и трибоэмиссионных процессов.

В третьей главе («Теоретические основы трибодесорбционных процессов в миниатюрных и слабонагруженных узлах трения сверхвысоковакуумных механических систем оборудования производства электронной техники») разработана модель массопереноса газа в системе «твердое тело — поверхность — вакуум» с учетом специфики трибологического сопряжения, термических, деформационных и деструкционных процессов в зоне трения. Совместно с задачей десорбции решена задача трибостимулированной диффузии газов в кристаллической решетке, задача транспорта примесных атомов газов дислокациями, истечения газов из микроскопических пор и механохимических реакций.

В четвертой главе («Теоретические основы измерения и экспериментального исследования трибодесорбции») на основе единого систематического подхода сформулированы количественные показатели трибодесорбции газов. Проанализированы физические ограничения метода, связанные с адсорбцией десорбированных газов на стенках вакуумной системы, реадсорбции газов на поверхности зоны трения, а таюке с переходными процессами адсорбции, десорбции и откачки. На основе совместного решения уравнений баланса адсорбированных газов на поверхности вакуумной системы и газов в объеме вакуумной системы впервые получены полные аналитические решения для давления газов и концентрации газов на поверхности. На основе анализа существующих схем построения экспериментальных установок для исследования трибодесорбции, собственного опыта экспериментальных исследований, а также результатов моделирования трибодесорбции, динамики давления в вакуумной системе и взаимодействия десорбирующихся газов с поверхностями вакуумной системы сформулированы принципы построения экспериментальной установки, а также разработаны прототипы экспериментальных исследовательских систем для изучения трибодесорбции. Разработаны комплекс количественных показателей трибодесорбции и методика экспериментальных исследований.

В пятой главе («Экспериментальное исследование спектрального состава, кинетики и динамики трибодесорбции с поверхностей некоторых металлов и металлических сплавов (N1, Си, Тл, Та, коррозионно-стойкая сталь)») представлены результаты экспериментальных исследований спектрального состава, кинетики и динамики трибодесорбции газов из металлов и металлических сплавов, имеющих различную кристаллическую структуру: никеля, меди, титана, тантала и коррозионно-стойкой стали аустенитного класса (Х18Н10Т и АЛШ 304). Экспериментально подтверждены гипотезы, полученные на основе анализа разработанных моделей явления, об источниках и механизмах трибодесорбции из металлов и металлических сплавов.

В шестой главе («Основные характеристики и источники десорбции газов при трении вулканизатов синтетических каучуков») приведены результаты экспериментальных исследований трибодесорбции из вулканизатов синтетических каучуков и композиций: этилен-пропилен-диенового, бутадиен-нитрильного ненасыщенного и насыщенного, полиэфируретанового (Эстан

58300), композиции полипропиленового, этилен-пропилен-диенового и хлорбу-тилового каучуков (Уе§аргепе®).

В седьмой главе («Экспериментальное исследование спектрального состава, кинетики и динамики трибодесорбции тонкопленочных трибологических покрытий») приведены результаты экспериментальных исследований трибодесорбции газов из тонкопленочных покрытий трибологического назначения, использующихся или перспективных для использования в вакуумных механизмах: мягких металлов (медь и нанокластерная медь), аморфного алмазоподоб-ного углерода, керамик (TiN:Ag/Si, двухслойные покрытия ^УС/ТЖ/^ и всшта).

В восьмой главе («Основы моделирования трибодесорбционных явлений в микротрибоконтакте») разработаны феноменологические модели трибодесорбции: элементарная, континуальная и дискретная, - для описания явления, соответственно, в элементарном объеме материала, при непрерывном трении (односвязная область контакта) и при трении шероховатых поверхностей.

В девятой главе («Прикладные аспекты практического использования результатов исследования трибодесорбционных явлений») на основе обобщения полученных результатов сформулированы принципы управления трибодесорб-ционными явлениями как на стадии проектирования внутрикамерных механизмов СВВ оборудования, так и на стадии их эксплуатации. Определены основные цели управления трибодесорбционными процессами в, различных приложениях, состоящие в минимизации или максимизации потока трибодесорбции, полного количества десорбированного газа или удельного потока десорбиро-ванного газа при каком-либо виде повреждения материала в зоне трения. Сформулированы стратегии достижения этих целей на основе конструктивного и технологического подходов с учетом особенностей трибодесорбции из различных материалов.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ: грант Президента РФ для молодых ученых (1996), грант 08.01.016 (2003), грант Президента РФ для молодых кандидатов наук МК-764.2003.08 (2003-2004), грант 01.01.052 (2003-2004), грант по целевой программе 3.3

2005); INTAS: международные гранты YSF-164D (2002-2004),

INNO № 05-1000007-417 (2005-2006); Комиссии Европейского Сообщества: грант «Мария Кюри» MIF2-CT-2006-22067, проект KRISTAL 515837-2, проект CleanEngine (TST5-CT-2006-031241); Европейского научного фонда ESF-FANAS (совместно с Министерством науки и инноваций Испании): проект FUNDTRIBO (МАТ 2008-02999-Е); Японского научно-технологического агентства: грант JSTA 2000; Немецкого агентства академических обменов DAAD: грант post-doc 1999; Министерства науки и инноваций Испании: Ramón у Cajal RYC-2009-04125, проект по программе «Прикладные исследования» (CIT-420000-2009-53), проект Nanotribocorr (МАТ2005-07872).

Автор выражает благодарность за сотрудничество, помощь и обсуждение при выполнении этой работы: профессорско-преподавательскому составу кафедры «Электронные технологии» и МГТУ им. Н. Э. Баумана и лично проф. Е. А. Деулину, проф. JI. И. Волчкевичу, проф. Ю: В. Панфилову, проф. А. Г. Колесникову, проф. Г. П. Павлихину, а также А. В. Русанову, В. В'. Савранскому, П. И. Коновалову, И. П. Меньшикову; сотрудникам лаборатории «Вакуумная технологии» Института прикладной физики «Торрес Кеведо» (г. Мадрид, Испания) Института материаловедения (г. Мадрид, Испания) проф. X. JI. де Сеговия, др. Э. Роман, др. И. Уттель, др. А. Руиз и Руиз, др. JI. Мартинес, др. X. Мендес, JI. Альварес; сотрудникам фонда Текникер (г. Эйбар, Испания) др. М. Конте, др. А. Игартуа и К. ван Рийн; др. А. Климент-Фонт; проф. М. Шерге и проф. И. Ахмед Университета Ильменау (Германия); проф. К. Накаяма Института передовых технологий и науки (г. Цукуба, Япония); сотрудникам лаборатории «Трибологии и динамики систем» Высшей центральной школы (г. Лион, Франция) и лично проф. Ж.-М. Мартану, проф. Ф. Капса, др. Ж. Фонтэну; проф. К. Н. Войнову Санкт-Петербургского государственного университета путей сообщения; сотрудникам Института строительных наук «Эдуардо Торроха» др. М. К. Андраде и др. X. Фуйеа.

Oh, a poesía de tudo о que é geométrico e perfeito a beleza nova dos maqumismos a força secreta das peças sob o contacto frió e liso dos metáis

Joaquim Namorado

О, поэзия геометрического совершенства, Новая красота механизмов, Движимых тайной силой деталей, Скользящих в контакте прохладном гладких металлов

Жоаким Наморадо (пер. с португ. автора)

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1) Показано, что сдерживающими факторами на пути внедрения магист-рально-модульных систем и кластерного оборудования помимо их высокой стоимости (более 10 млн. долларов США) являются нерешенность проблем обеспечения надежности (наработка на отказ > 5760 часов) и качества технологической среды (парциальные давления кислорода, метана, монокиси и двуокиси углерода, соединений серы < (5-8)х10"и Па). Наиболее критическая ситуация по надежности и чистоте среды наблюдается для механических устройств и транспортных систем, имеющих узлы трения, функционирующие в вакууме, вследствие повышенного и нестабильного трения, износа и трибодесорбции химически активных газов.

2) Установлено, что в слабонагруженных и миниатюрных узлах трения повышение температуры материала в зоне трения является незначительным (как правило, не превышает 10°С) и не может являться причиной большинства трибоэмиссионных явлений, в том числе трибодесорбции газов. Показано, что основными активационными факторами трибодесорбции газов в миниатюрных и слабонагруженных узлах трения являются процессы повреждаемости материала: пластическая деформация, износ, растрескивание, отслоение покрытий.

3) Установлено, что источники трибодесорбции зависят от рода материала и десорбирующегося газа: источником водорода, дейтерия и инертных газов (аргона) при трении металлов, металлических, углеродных и керамических покрытий являются газы, растворенные или окклюдированные в материале до начала трения в вакууме; источником метана являются трибохимические реакции; источником СО при трении нанокластерных покрытий являются молекулы, адсорбированные в нанопорах между нанокластерами; источником трибодесорбции газов при трении наполненных вулканизатов синтетических каучуков (этилен-пропилен-диенового, бутадиен-нитрильного, полиэфируретанового и композиции полипропиленового, этилен-пропилен-диенового и хлоробутилового) являются газы, адсорбированные на частицах наполнителя (сажи).

4) Получено общее решение системы уравнений, описывающий комплекс процессов в системе «материал-поверхность-газ». Установлено, что транспорт атомов и молекул газа из объема материала к поверхности зоны трения и внутренняя адсорбция, т.е. переход атомов и молекул газа из объема материала в адсорбированное состояние на поверхности, являются процессами, определяющими скорость трибодесорбции, и постоянная времени этих процессов лежит в интервале 1-100 с.

5) Установлено, что транспорт газа из объема материала к поверхности осуществляется: за счет ускоренной диффузии атомов и молекул газа в поле механических напряжений, за счет удаления поверхностных слоев материала, являющихся диффузионными барьерами, за счет транспорта подвижными дислокациями, а также за счет фазовых превращений. Возникновение градиента механических напряжений на поверхности коррозионно-стойкой стали в диапазоне 1012 - 2,5хЮ14 Па м"1 приводит к возникновению удельного диффузионного потока 1017 - 1023 м"2с \ При удалении с поверхности алюминия оксидного слоя толщиной 0,3 нм полное количество десорбированного водорода увеличивается на 13%.

6) Разработан комплекс потоковых и интегральных общих и удельных количественных показателей трибодесорбции с учетом специфики трибологи-ческого сопряжения. Разработаны теоретические основы экспериментальных исследований трибодесорбции. Показано, что систематическая погрешность измерения количества десорбированного газа за счет адсорбции на стенках вакуумной камеры не превышает 12% при давлении <Ю"10 Па при продолжительности трибодесорбции не менее 30 с. Разработан комплекс технических средств для измерения трибодесорбции, на которые получен международный патент и поданы две заявки на патент.

7) Установлено, что среди исследованных материалов и покрытий низкий

О 1 поток трибодесорбции (<4*10" мбар л с" ) имеют тантал, медь, титан, наводо-роженный аморфный углерод, покрытия TiN:Ag и ЛУС/ТИЧ.

8) Установлено, что количество десорбированного водорода при трении никеля и коррозионно-стойкой стали линейно зависит от объема материала в активной зоне трения и от содержания свободного растворенного водорода в материале. Коэффициент пропорциональности между количеством десорбированного газа и параметром, характеризующим объем активной зоны трения является инвариантной, зависящей от типа материала и содержания газа в л материале и составляет для никеля и коррозионно-стойкой от 6,51x10" мбар

3 13 мм" до 4,09x10" мбар мм" в зависимости от содержания растворенного водорода.

9) Установлено, что трибодесорбция из вулканизатов синтетических кау-чуков происходит при трении, но не происходит при разрыве и прокалывании эластомера. Наименьшим среди исследованных эластомеров потоком трибоде-сорбции с наименьшим содержанием химически активных газов обладает насыщенный бутадиен-нитрильный каучук.

10) Разработана феноменологическая модель трибодесорбции. Показано, что поток трибодесорбции может быть описан как свертка единичной удельной функции трибодесорбции и функции скорости вовлечения материала в активную зону трения или функции скорости активирования поверхности.

11) На основе полученных результатов создан комплекс методов управления трибодесорбционными характеристиками материалов, в том числе технологические способы управления трибодесорбционными процессами, как при создании покрытий, так и во время эксплуатации механизмов и методика расчета показателей трибодесорбции на стадии проектирования и эксплуатации внутрикамерных механизмов сверхвысоковакуумного оборудования. Разработан математический аппарат вакуумной диагностики технического состояния узлов трения, работающих в вакууме. Разработан новый метод измерения содержания газов в материалах и покрытиях.

1. Аблеев Р. И., Гимаев Р. Н. Инновации в области полимерных материалов для кабельной индустрии // Вестник Башкирского университета. 2008. Т. 13, №1. С. 214-217.

2. Аввакумов Е. Г. Механические методы активации химических процессов; 2-е изд., Перераб. и доп. Новосибирск: Наука, 1986. 305 с.

3. Авгуль H. Н., Киселев А. В., Пошкус Д. П. Адсорбция газов и паров на однородных поверхностях. М.: Химия, 1975. 384 с.

4. Александрова А. Т. Новые способы передачи и формирования движения в вакууме. М.: Высшая школа, 1979. 69 с.

5. Алексеев H. М. Взаимодействие, изменение и разрушение твердых тел в трибологической системе // Справочник по триботехнике. Москва-Варшава: Машиностроение ВКЛ, 1989. С. 220-232.

6. Анализ динамических характеристик вакуумной системы / В. В. Савранский и др. //ПЖТФ. 2005. № 31, Вып. 22. С. 42-46.

7. Ануфриев Г. С., Поздняков О. Ф., Регель В. Р. Применение метода масс-спектрометрии для исследования термодеструкции полимеров // Высокомолекулярные соединения. 1966. T. VIII. С. 834-839.

8. Ахмадиев Д. Р., Деулин Е. А., Невшупа Р. А. Исследование пластической деформации деталей вакуумного привода в результате обезгаживающего прогрева // Высокие технологии в промышленности России: Тр. 5-й международ. науч.-техн. конф. М., 1999. С. 45-49.

9. Бейнон Дж. Органическая масс-спектрометрия. М.: Наука, 1968. 700 с.

10. Белоглазов С. М. Наводораживание стали при электрохимических процессах. Л. : Изд-во Ленинградского университета, 1975. 412 с.

11. Беляев H. М., Рядно А. А. Методы теории теплопроводности: Учеб. пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1982. Ч. 1. 327 с.

12. Бенсон C.B. Основы химической кинетики. М. : Мир, 1964. 604 с.-59914. Бобров В. Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975. 344 с.

13. Богданович П. Н., Ткачук Д. В. Термические и термомеханические явления в контакте скольжения // Трение и износ. 2009. Т. 30, № 3. С. 214-229.

14. Бокштейн Б. С. Атомы блуждают по кристаллу / Под ред. Л. С. Асла-мазова. М.: Наука, 1984. 204 с.

15. Бокштейн Б. С. Диффузия в металлах. М.: Металлургия, 1978. 248 с.

16. Бокштейн С. 3. Диффузия и структура металлов. М.: Металлургия, 1973.208 с.

17. Болдырев В. В. Исследования по механохимии твердых веществ // Вестник РФФИ. 2004. №3. С. 38-59.

18. Болдырев В. В. Использование механохимии в создании «сухих» технологических процессов // Соросовский образовательный журнал. 1997. №12. С. 48-52.

19. Булгаревич С. Б. Термодинамические характеристики несамопроизвольных химических реакций, инициируемых трением // Контактное взаимодействие и сухое трение : Сб. тр. III международ, семинара. М., 2005. С. 60-67.

20. Бутягин П. Ю. Проблемы и перспективы механохимии // Успехи химии. 1994. №63. С. 1031-1043.

21. Бутягин П. Ю. Кинетика и природа механохимических реакций // Успехи химии. 1971. Т. 40. С. 1935-1959.

22. Бутягин Г. П., Бутягин П. Ю., Шляпинтох В. Я. Низкомолекулярные продукты распада пероксидных радикалов в полистироле и поливинлицикло-гексане при комнатной температуре // Высокомолекулярные соединения. 1982. Т. А24, № 1. С. 165-172.

23. Бутягин П. Ю., Стрелецкий А. Н. Кинетика и энергетический баланс в механохимических превращениях // ФТТ. 2005. Т. 47, Вып. 5. С. 830-836.

24. Вакуумная техника. Справочник / Е.С. Фролов и др.. М.: Машиностроение, 1992.

25. Вакуумный волновой резьбовой ввод : А. с. № Эи 1350411 СССР ; за-явл. 26.05.1986 ; опубл. 07.11.1987, Бюл. № 41, 5 с.-60028. Вальднер В. О., Иванов В. И. Масс-спектрометрический анализ: Учеб. пособие. М.: Моск. ин-т радиотехники и др., 1989. 56 с.

26. Варенцов Е. А., Хрусталев Ю. А. Механоэмиссия и механохимия молекулярных органических кристаллов // Успехи химии. 1995. №64. С. 834-839.

27. Василенко Н. В. Построение исполнительных схем оборудования электронной техники на основе волнового движения : Дисс. . доктора техн. наук. (05.27.07). Красноярск: Сибирская аэрокосмическая академия им. М. Ф. Решетнева, 1999 г. 430 с.

28. Вайнштейн В. Э., Трояновская Г. И. Сухие смазки и самосмазывающиеся материалы. М.: Машиностроение, 1968. 180 с.

29. Взаимодействие водорода с металлами / В. Н. Агеев и др. М.: Наука, 1987. 296 с.

30. Владимиров В. И. Проблемы физики трения и изнашивания // Физика износостойкости поверхности металлов. Л.: ФТИ РАН, 1988. С. 8-41.

31. Власов Н. М., Зазноба В. А. Влияние водорода на подвижность краевых дисклокаций// ФТТ. 1999. Т. 41, № 3. С. 451-453.

32. Влияние конструктивных особенностей оборудования для молекуляр-но-лучевой эпитаксии на свойства эпитаксиальных слоев / А. Г. Денисов и др. // Электронная промышленность. 1984. № 2. С. 93-97.

33. Влияние природной механоактивации на выбросоопасность углей / Г. Д. Фролков и др. // Вестник Шахтинского научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. Шахты: ВостНИИ, 1997. 5с.

34. Водородопроницаемость железа и стали при растяжении / Б. Ф. Кач-мар и др. // Физико-химическая механика материалов. 1969. Т.5, №5. С. 615616.

35. Водородопроницаемость стали Сг12Мп20\У2У / В. И. Грицына и др. // Вопросы атомной науки и техники. 2001. №4. С. 83-85.

36. Волновая передача : а. с. № 811 1392286 СССР; заявл. 02.06.1986 ; опубл. 30.04.1988 , Бюл. № 16, 3 с.

37. Габис И. Е. Перенос водорода в пленках графита, аморфного кремния и оксида никеля // Физика и техника полупроводников. 1997. Т. 31, №2. С. 145151.

38. Газовыделение при трении пленок из алмазоподобного углерода в сверхвысоком вакууме / А. В. Русанов и др. // Трибология и надежность: Труды VII международ, конф. СПб., 2007. С. 117-119.

39. Газоотделение при трении в вакууме / А. А. Гусляков и др. // Физ. химич. механика материалов. 1970. Т.6, №1. С. 106-107.

40. Галактионова Н. А. Водород в металлах. М.: Металлургия, 1967. 303 с.

41. Галин JI. А. Контактные задачи теории упругости и вязкоупругости. М.: Наука, 1980. 303 с.

42. Гапонцев А. В., Кондратьев В. В. Диффузии водорода в неупорядоченных металлах и сплавах // УФН. 2003. Т. 173, № 10. С. 1107-1129.

43. Гарбар PL И. О структуре и строении поверхностных слоев сопряженных материалов трущихся пар // Трение и износ. 1990. Т.11, №4. С. 581-593.

44. Гарбар И. И. Пространственно-временная эволюция фрагментирован-ных структур при фрикционном нагружении // Теоретическое и экспериментальное исследования дисклинаций. М.: Изд. АН СССР, 1986. С. 98-107.

45. Гаркунов Д. Н. Научные открытия в триботехнике. Эффект безызно-сти при трении. Водородное изнашивание металлов. М.: Изд-во МСХА. 2004. 384 с.

46. Гершман И. С., Буше Н. А. Реализация диссипативной самоорганизации поверхностей трения в трибосистемах // Трение и износ. 1995. Т. 16, № 1. С. 61-70.

47. Гилман Дж. Дж. Микродинамическая теория пластичности // Микропластичность. М.: Металлургия, 1972. С. 18-36.

48. Глушак Б. JL, Куропатенко Б. Ф., Новиков С. А. Исследование прочности материалов при динамических нагрузках. Новосибирск: Наука, 1992. 295 с.

49. Говорова О. А., Фролов JL Е., Сорокин Г. А. Свойства резин на основе этилен пропиленовых каучуков : Тем. обзор. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1986. 62 с.

50. Горячева И. Г. Механика фрикционного взаимодействия / Отв. ред. А. Ю. Ишлинский. М.: Наука, 2001. 478 с.

51. ГОСТ Р ИСО 5479-2002. Статистические методы. Проверка отклонения распределения вероятностей от нормального распределения. М.: Изд-во стандартов. 2002. 30 с.

52. Градштейн И. С., Рыжик И. М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М.: Физматгиз, 1963. 1100 с.

53. Громаковский Д. Г. Трибология. Физические основы, механика и технические приложения : курс лекций. М.: Машиностроение, 2005. С. 264.

54. Громов А. И., Ковнеристый Ю. К. Проницаемость, диффузия и растворимость водорода в Сг~№ и Сг-Мп аустенитных сталях // Металловедение и термическая обработка металлов. 1980. №5. С. 11-14.

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

56. Гутман Э. М. Механохимия металлов и защита от коррозии. М. : Металлургия, 1974. 231 с.

57. Девирц Э. Я. Бутадиен-нитрильные каучуки, свойства, применение. М.: ЦНИИТнефтехим, 1972. 112 с.

58. Дерягин Б. В., Кротова Н. А. Электрическая теория адгезии (прилипания) пленок к твердым поверхностям и её экспериментальное обоснование //УФН. 1948. Т. 36, №3. С. 387-406.

59. Дерягин Б. В., Кротова Н. А., Смилга В. П. Адгезия твердых тел. М.: Наука, 1973. 279 с.

60. Деулин Е. А., Коновалов В. В., Невшупа Р. А. Моделирование газовыделения из пар трения механизмов // Вакуумная наука и техника : Тр. 5-й международ. науч.-техн. конф. М., 1998. С. 199-203.

61. Деулин Е. А., Медников М. И., Папко В. М. Расчет, конструирование и особенности эксплуатации механизмов для работы в вакууме. М.: Машиностроение, 1986. 80 с. (Заочн. институт повыш. квалиф. ИТР.)

62. Деулин Е. А., Невшупа Р. А. Компьютерное моделирование газообмена при работе шарикоподшипников в высоком вакууме // Вакуумная наука и техника : Тр. 3-й международ, науч.-техн. конф. М., 1996. С. 44-45.

63. Деулин Е. А., Невшупа Р. А. Экспериментальное исследование газовыделения из пар трения в вакууме // Вакуумная наука и техника : Тр. 3-й меж-дун. науч.-техн. конф. М., 1996. С. 26-27.

64. Деулин Е. А., Павлов А. Н. Повышение точности герметичных планетарных вводов вращения // Известия вузов. Машиностроение. 1982. №10. С. 3742.

65. Деулин Е. А., Пересадько А. Г. Диагностика и предсказание отказов механических элементов вакуумного оборудования // Контроль и диагностика, № 5. 1998. С. 21-28.

66. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения : пер. с англ. М.: Мир, 1971. Вып. 1. 318 с.

67. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия. М.: Мир. 1989.509 с.

68. Динамическая диффузия гелия в различные типы твердых тел при их деформации и диспергировании / О. В. Клявин и др. // ФТТ. 2005. Т. 47, Вып. 5. С. 837-842.

69. Динамические характеристики «идеальной» вакуумной системы / В.В. Савранский и др. //ПТЭ. 2006. №6. С. 121-126.

70. Догадкин Б. А., Донцов А. А., Шершнёв В. А. Химия эластомеров. М.: Химия, 1981. 376 с.

71. Дроздов Ю. Н., Павлов В. Г., Пучков В. Н. Трение и износ в экстремальных условиях. М.: Машиностроение, 1986. 223 с.

72. Дэшман С. Научные основы вакуумной техники / Под ред. М. Н. Меньшикова. М.: Мир, 1964. 716 с.

73. Евдокимов В. Д. Реверсивность трения и качество машин. Киев: Технша, 1977. 148 с.-60479. Евдокимов В. Д., Семов Ю. И. Экзоэлектронная эмиссия при трении. М.: Наука, 1973. 183 с.

74. Еремина M. Н., Мороз Т. Т., Новохатский И. А. Исследование диффузионной подвижности водорода в металлах при повышенных температурах // Физика и химия обработки материалов. 1972. № 5. С. 78-83.

75. Жданов В. М., Ролдугин В. И. Кинетические явления при диффузии газов в капиллярах и пористых телах // Коллоидный журнал. 2002. Т. 64, вып. 1. С.5-29.

76. Загрузочно-транспортные устройства сверхвысоковакуумного оборудования / В. Ф. Варакин и др. // Электронная промышленность. 1988. № 6. С. 23-26.

77. Зархин JI. С. Энергетика низкомолекулярных продуктов при механическом разрушении полиметилметакрилата // Высокомолекулярные соединения. А. 2006. Т. 48, №10. С. 1086.

78. Защита от водородного износа в узлах трения / Под ред. A.A. Полякова. М.: Машиностроение, 1980. 135 с.

79. Зельдович Я. Б. К вопросу о механизме каталитического окисления окиси углерода на двуокиси марганца // Журн. физ. химии. 1935. Т. 6. С. 234242.

80. Иванова В. С., Кузеев И. Р., Закирничная M. М. Синергетика и фракталы. Универсальности механического поведения материалов. Уфа: Изд-во УГГТУ, 1998. 363 с.

81. Ионно-пучковой метод определения массовой плотности углеводородной матрицы в тонкопленочных нанокомпозитах / Н. Г. Чеченин и др. // ПЖТФ. 2007. Т. 33, вып. 11. С. 47-55.

82. Исследование с помощью масс-спектрометра кинетики термодеструкции полистирола и ее связи с кинетикой механического разрушения

83. А. В. Амелин и др. // > Высокомолекулярные соединения.1969. Т. (А) XI. С. 1926-1929.

84. Карпенко Г. В., Крипякевич Р. Н. Влияние водорода на свойства стали. М.: Металлургиздат, 1962. 195 с.

85. Карслоу Г., Йегер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964.488 с.

86. Кащеев В. Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов. М.: Машиностроение, 1978. 213 с.

87. Кеменов В. Н., Нестеров С. Б. Вакуумная техника и технология. М.: Издательство МЭИ, 2002. 84 с.

88. Кинетика и механизм выделения летучих продуктов при раскалывании монокристаллов неорганических соединений / Ф. X. Уракаев и др. // Кинетика и катализ. 1978. Т. 19, №6. С. 1442-1447.

89. Кинетика разрушения поверхности при трении без смазочного материала / В. П. Булатов и др. // Трение и Износ. 2003. Т.22, №1. С. 17-20.

90. Клячко Ю. А. Применение химико-термической обработки для защиты стали от наводораживания // Металловедение и термическая обработка. 1972. №1. С. 86-88.

91. Кобзарь А. И. Прикладная математическая статистика: Для инженеров и научных работников. М.: Физматлит, 2006. 816 с.

92. Козлов Б. А., Ушаков И. А. Справочник по расчету надежности. М.: Сов. радио, 1975.472 с.

93. Колачев Б. А. Водородная хрупкость цветных металлов. М.: Металлургия, 1968. 256 с.

94. Константы взаимодействия металлов с газами : Справочник / Под редакцией Б. А. Колачева, Ю. В. Левинского. М.: Металлургия, 1987. 368с.

95. Коновалов В. В. Исследование влияния сорбата остаточных газов на работоспособность элементов вакуумного технологического оборудования: Автореферат дисс. . канд. техн. наук : 05.27.06. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. 16 с.

96. Коновалов П. И., Меньшиков И. П., Невшупа Р. А. Моделирование передаточной характеристики вакуумной системы, содержащей источник прерывистого газовыделения // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Естественные науки. 2007. Т. 1(24). С. 104-110.

97. Коновалов П. И., Меньшиков И. П., Невшупа Р. А. Динамика давления разреженного газа при наличии периодического ангармонического источника: I. Математическая модель отклика давления // Вакуумная техника и технология. 2007. Т. 17, №1. С.21-27.

98. Константы взаимодействия металлов с газами: Справ, изд. / Я. Д. Коган и др.. М.: Металлургия, 1987. 368 с.

99. Копьев П. С., Леденцов Н. Н. Молекулярно-лучевая эпитаксия гете-роструктур соединений III/V // Физика полупроводников. 1988. Т. 22, № 10. С. 1093-1101.

100. Костецкий Б. И. Поверхностная прочность материалов при трении. Киев: Техника, 1976. 296 с.

101. Костецкий Б. И. Трение, смазка и износ в машинах. Киев: Техника, 1970. 395 с.

102. Коттрелл А. X. Дислокации и пластическое течение в кристаллах. М.: Металлургиздат, 1958. 356 с.

103. Крагельский И. В., Добычин М. Н., Комбалов В. С. Основы расчета на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. 526 с.

104. Крагельский И. В., Любарский И. М., Гусляков А. А. Трение и износ в вакууме. М.: Машиностроение, 1973. 216 с.

105. Кудинов В. А. Температурная задача трения и явление наростооб-разования при резании и трении // Доклады III Всесоюзной конференции по трению и износу в машинах. М.: АН СССР, 1960. Т. 3. С. 207-216.

106. Кудинов В. А. Температура при трении и глубинное разрушение // Сухое трение. Рига: Наука, 1961. С. 155-161.

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

108. Кужман А. Г., Чернышова Е. Ю., Шапкин Е. В. Исследование фрикционных характеристик твердосмазочного покрытия ВНИИ НП 220 в атмосфере и в вакууме // Тр. Московского ин-та электроники и математики. 1974. Т. 42. С. 110-124.

109. Кульков С. Н., Буякова С. П. Фазовый состав и особенности формирования структуры на основе стабилизированного диоксида циркония // Российские нанотехнологии. 2007. Т. 2., № 1-2. С. 119-132.

110. Куперман Ф. Е. Бутадиеновые и бутадиен-стирольные каучуки: Вчера, сегодня, завтра // Производство и использование эластомеров. 2002. №2. С. 3-12.

111. Лемешко Б. Ю., Лемешко С. Б. Сравнительный анализ критериев проверки отклонения распределения от нормального закона // Метрология.2005. № 2. С. 3-23.

112. Липович В. Г., Калабин Г. А., Калечиц И. В. Химия и переработка угля. М.: Химия, 1988. 336 с.

113. Лихтман В. И., Щукин Е. Д., Ребиндер П. А. Физико-химическая механика материалов. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 308 с.

114. Лобко В. Н. Методика определения концентрационной зависимости коэффициента диффузии водорода в металлах в условиях нестационарного проникновения // Международный научный журнал альтернативной энергетики и экологии. 2002. № 3. С. 39-43.

115. Лоцко Д. В., Мильман Ю. В. Структура приповерхностного слоя механически обработанных кристаллических материалов в связи с механизмом абразивного изнашивания // Трение и износ. 1993. Т. 14, №1. С.73-84.

116. Малыгин Г. А. Пластичность и прочность микро- и нанокристалли-ческих материалов : Обзор // ФТТ. 2007. Т. 49, в. 6. С. 961-982.

117. Малыгин Г. А. Процессы самоорганизации дислокаций и пластичность кристаллов // УФН. 1999. Т. 169, № 9. С. 979-1010.

118. Маркетинговое исследование рынка нанотехнологий : версия 3. М.: Техарт, 2008. 68 с.

119. Марочник сталей и сплавов / Ред. A.C. Зубченко. М.: Машиностроение. 2003. 782 с.

120. Марпл-мл. С. JI. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1990. 584 с.

121. Марченко Е. А. О природе разрушения поверхности металлов при трении. М.: Наука, 1979. 118 с.

122. Медников М. И. Вводы движения в вакуум. М.: Машиностроение, 1974. 184 с.

123. Методика определения кинетики газовыделения при трении в вакууме конструкционных материалов / А. Т. Александрова и др. // Тр. МИЭМ. 1974. Вып. 41. С. 29-32.

124. Механика и физика точных вакуумных механизмов / Р. А. Невшупа и др.. Владимир: Владим. гос. ун-т., 2001.Т.1. 176 с.

125. Механика и физика точных вакуумных механизмов / Р. А. Невшупа и др.. М.: НПК «Интелвак»; Вакууммаш, 2002. Т.2. 152 с.

126. Механодеградация полимеров. Метод молекулярной динамики / Л. С. Зархин и др. // Успехи химии. 1989. Т.58. С. 644.

127. Молоцкий М. И. Каталитическая активность дислокаций // Кинетика и катализ. 1972. Т. 13. С. 898-907.-609138. Молоцкий М. И. Ионно- электронный механизм механоэмиссии // ФТТ. 1977. Т. 19, №2. С. 642-647.

128. Мороз JI. С., Чечулин Б. Б. Водородная хрупкость металлов. М.: Металлургия, 1967. 256 с.

129. Морозов А. Н. Водород и азот в стали. М.: Металлургия, 1968. 283с.

130. Нанофаб 100. Нанотехнологические комплексы : Информационная брошюра. М.: НТ-МДТ, 2008. 8 с.

131. Невшупа Р. А. Влияние сорбционных процессов на постоянную времени вакуумных систем // Вакуумная техника и технология. 2007. Т. 17, №1. С. 11-19.

132. Невшупа Р. А. Повышение надежности высоковакуумных механизмов на основе учета влияния обезгаживающего прогрева : Автореф. дисс. . канд. техн. наук. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1999. 16 с.

133. Невшупа Р. А. Роль атермических механизмов в активации трибодесорбции и триболюминесценции в миниатюрных и слабонагруженных узлах трения // Трение и износ. 2009. Т. 30, № 2. С. 118-126.

134. Невшупа Р. А. Структурно-обусловленные эффекты в микротрибо-контакте // Трибология и надежность: Тр. VII международ, науч.-техн. конф. СПб., 2007. С. 66-74.

135. Невшупа Р. А., Деулин Е. А. О корреляции радиальной интерференции зубчатого зацепления и потока газовыделения вакуумного планетарного механизма//Вестник машиностроения. 2003. № 10. С. 27-30.

136. Невшупа Р. А., Коровин М. В. Пути диагностики высоковакуумных трибологических сопряжений с использованием нейронной сети // Трибология и надежность: Тр. VII международ, науч.-техн. конф. СПб., 2007. С. 120-122.

137. Невшупа Р. А., Синев JI. С. Модель изменения давления давления в вакуумной системе при откачке летучей жидкости // ЖТФ. 2005. Т. 75, №10. С. 5-8.

138. О применении различных типов масс-спектрометров для изучения процессов деструкции'полимеров / А. В. Амелин и др. // ПТЭ. 1968. №4. С. 152-155.

139. О самоподобии процессов трения и изнашивания на различных масштабных уровнях/ Н. М. Алексеев и др. // Трение и износ. 1992. Т. 13, №1. С.161-171.

140. Орлов А. И. Прикладная статистика : Учебник. М.: Изд-во «Экзамен», 2004. 656 с.

141. Панин В. Е., Лихачев В. А., Гриняев Ю. В. Структурные уровни деформации твердых тел. Новосибирск: Наука, 1985. 255 с.

142. Панфилов Ю. В., Беликов А. И. Тонкопленочные антифрикционные покрытия на основе M0S2 // Электровакуумная техника и технология : Тр. на-уч.-практич. семинара с международ, участием. М., 2000. С. 72-79.

143. Пауэр Б. Д. Высоковакуумные откачные устройства. М.: Энергия, 1969. 528 с.

144. Пересадько А. Г. Система диагностики механических элементов вакуумного оборудования : Автореф. дисс. . канд. техн. наук. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 16 с.

145. Пипко А. И., Плисковский В. Я., Пенчко Е. А. Конструирование и расчет вакуумных систем. М., Энергия, 1970. 504 с.

146. Планетарная передача : а. с. № SU 1477964 СССР; заявл. 30.07.1987; опубл. 07.05.1989, Бюл. № 17.

147. Погодаев JI. И., Кузьмин В. Н. Структурно-энергетические модели надежности материалов и деталей машин. СПб.: Академия транспорта Российской Федерации, 2006. 608 с.

148. Поздняков О. Ф., Регель В. Р. Исследование кинетики растрескивания пластмасс и кинетики роста магистральных трещин с помощью масс-спектрометра // ФТТ. 1968. Т. 10, №12. С. 3664-3669.

149. Полухин П. И., Горелик С. С., Воронцов В. К. Физические основы пластической деформации. М.: Металлургия, 1982. 584 с.

150. Полухин П. И., Гун Г. Я., Галкин А. М. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1976. 448 с.

151. Попов В. JI. Термодинамика и кинетика плавления сдвигом тонкого слоя смазки, заключенного между твердыми телами // ЖТФ. 2001. Т. 71, №5. С. 100-110.

152. Попов К. Л., Нечай Е. П. // Физико-химическая механика материалов. 1967. Т. 3. С. 631-645.

153. Походня И. К., Швачко В. И., Уткин С. В. Влияние водорода на равновесие дислокационных субмикротрещин в a-Fe // Физико-химическая механика материалов. 2002. Т. 38, № 1. С. 7-14.

154. Пресс-релиз Российской корпорации нанотехнологий, 22.07.2009. URL: http://www.rusnanoprize.ru/publication.aspx?PublicationId=1801 (дата обращения : 01.06.2006)

155. Проспект «SRS Bayard-Alpert Gauge Calibration Service» URL: http://www.thinksrs.com/downloads/PDFs/ApplicationNotes/IG 1 calapp.pdf (дата обращения: 14.02.2009)

156. Проспект LACO Technologies URL: http://www.lacotech.com/products/leakcalibration.pdf (дата обращения : 22.11.2008)

157. Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2010 годы : Постановление Правительства РФ от 2 августа 2007 г. № 498 // Собрание законодательства РФ. 2007. №33. С. 4205.

158. Разников В. В., Разникова М. О. Информационно-аналитическая масс-спектрометрия. М.: Наука, 1992. 246 с.

159. Разработка системы ранней диагностики механических элементов вакуумного оборудования: Отчет о НИР / МГТУ им. Н.Э. Баумана; Руководитель темы P.A. Невшупы; ГР №01.9.60000548; инв. №02.9.60000015. М., 1995. 90 с.

160. Разработка трибологических покрытий с контролируемыми де-сорбционными свойствами : Научный отчет по гранту Мари Кюри MIF1-CT-2006-022067 / МГТУ им. Н. Э. Баумана; Руководитель темы Р. А. Невшупа. М., 2008. 12 с.

161. Райзер Ю. П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. 592 с.

162. Райе Дж. Р., Леви Н. Локальный нагрев за счет пластической деформации у вершины трещины // Физика прочности и пластичности : Сборник. М.: Металлургия, 1972. С. 241-258.

163. Ратнер М., Ратнер Д. Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи. М.: Вильяме, 2006. 240 с.

164. Регель В. Р., Муинов Т. М. Применение метода масс-спектрометрии для изучения кинетики выделения летучих продуктов из полимеров, находящихся под нагрузкой // Высокомолекулярные соединения. 1966. Т. VIII. С. 841845.

165. Регель В. Р., Муинов Т. М. Применение масс-спектрометра для исследования кинетики разрушения полимеров по эффекту выделения летучих продуктов // ФТТ. 1966. Т. 8. С. 2364-2369.

166. Регель В. Р., Слуцкер А. И., Томашевский Э. Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. М.: Наука, 1974. 289 с.

167. Розанов JI. H. Вакуумная техника : Учебник для вузов. М.: Высш. школа, 1990. 320 с.

168. Ролдугин В. И., Жданов В. М. Кинетические явления при течении газовой смеси в наноразмерных капиллярах // ЖТФ. 2006. Т. 76, вып. 4. С. 4552.

169. Рубцов В. Е., Колубаев А. В. Исследование сдвиговой пластической деформации в поверхностном слое при трении. Результаты моделирования. I. Описание модели // Трение и износ. 2007. V. 28, № 1. Р. 64-76.

170. Рубцов В. Е., Колубаев А. В. Исследование сдвиговой пластической деформации в поверхностном слое при трении. Результаты моделирования. II. Влияние параметров трения // Трение и износ. 2007. V. 28, № 2. Р. 169-177.

171. Русанов А. В. Повышение качества технологической среды сверх-высоковакуумного оборудования с алмазоподобными покрытиями трибологи-ческого назначения: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. 16 с.

172. Рябов Р. А., Гельд П. В. Скорость диффузии водорода при высоких температурах через конструкционные стали // Тр. Уральского политехнического ин-та. 1957. № 72. С. 160-172.

173. Саксаганский Г. Л. Молекулярные потоки в сложных вакуумных структурах. М.: Атомиздат, 1980. 216 с.

174. Сербии В. М., Пенкин И. С. Абразивная износостойкость эласто-мерных композиций на основе сополимера бутадиена, стирола и акрилонитрила в условиях смазки водой // Каучук и резина. 2002. № 2. С. 8-10.

175. Сильфонный эксцентриковый ввод вращения в герметизированный объем : А. с. № 811 1506206 СССР; заявл. 04.06.1987; опубл. 07.09.1989, Бюл. № 33.

176. Смирнов Л. И. Диффузия и закономерности поведения водородной подсистемы в системах металл-водород : Автореф. дисс. . доктора физ.-мат. наук. М., 2003. 38 с.

177. Смитлз К. Дж. Металлы : Справ, изд. М.: Металлургия, 1980. 447 с.

178. Соболев В. Н., Бородина И. В. Промышленные синтетические кау-чуки. М.: Химия, 1977. 520 с.

179. Спивак Л. В., Малинина Л. Н. Синергетические эффекты микропластичности в системе никель-водород // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». 2007. №3. С. 84-87.

180. Способ диагностики технического состояния циклически нагруIженных элементов вакуумного оборудования : А. с. № Эи 1456837 СССР; заявл. 22.06.1987; опубл. 07.02.1989, Бюл. №5.

181. Способ диагностики технического состояния циклически нагруженных элементов вакуумного оборудования : А. с. №811 1835065 СССР; заявл. 29.04.1991'; опубл. 15.08.1993, Бюл. №30.

182. Способ диагностики технического состояния механических элементов, работающих в вакууме : Патент № 1Ш 97122170; заявл. 29.12.1997; опубл. 27.09.1999 г.

183. Статистическая обработка результатов экспериментов на микроЭВМ и программируемых калькуляторах / А. А. Костылев и др..

184. Л.: Энергоатомиздат, 1991. 304 с.

185. Структурные уровни пластической деформации и разрушения/ В.Е. Панин В. Е. и др.. Новосибирск: Наука, 1990.255 с."

186. Тарасов С. Ю. Структурные изменения в металлических материалах в условиях адгезионного трения : Дисс. . доктора техн. наук. Томск, 2008. 281 с.

187. Технология обработки металлов давлением / Под общ. ред. П. И. Полухина и др.. М. : Металлургия, 1988. 408 с.

188. Трояновская Г. И. Применение самосмазывающихся материалов при ротапринтной смазке // Вестник машиностроения. 1974. №4. С. 51-54.

189. Уракаев Ф. X., Болдырев В. В. Корреляция выхода летучих продуктов с параметрами распространения хрупкой трещины в кристаллах //Журн. физ. химии. 2000. Т.74, №8. С. 1483-1488.

190. Устройство для молекулярно-лучевой эпитаксии : Патент № 2111291 Российской Федерации; заявл. 01.03.1995; опубл. 20.05.1998, Бюл. № 17.

191. Устройство для передачи движения в сверхвысокий вакуум : А. с. № 8И 894291 СССР; заявл. 11.03.1980; опубл. 30.12.1981, Бюл. № 48.

192. Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов / В. Е. Панин и др.. Новосибирск: Наука, 1995. Т.1. 298 с.

193. Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов / В. Е. Панин и др.. Новосибирск: Наука, 1995. Т.2. 320 с.

194. Физическая энциклопедия / Под ред. А. М. Прохорова. М. : Большая Российская энциклопедия. 1992. Т.З. 672 с.

195. Фридель Ж. Дислокации. М.: Мир, 1967. 644 с.

196. Хайнике Г. Трибохимия. М.: Мир, 1978. 584 с.

197. Храмцов С. В., Деулин Е. А. Физическая модель потока газовыделения подшипников качения // Вакуумная наука и техника : Тр. Российской науч.-техн. конф. с международ, участием. М. : МИЭМ, 1994 . С. 55.

198. Хэфер Р. Криовакуумная техника. М.: Энергоатомиздат, 1983.272 с.

199. Черданцев Ю. П. Поведение систем металл водород при радиационном воздействии : Автореф. дисс. . доктора физ. - мат. наук. Томск: Томский политехи, ун-т, 2005. 39 с.

200. Чичинадзе А. В. Расчет и исследование внешнего трения при торможении. М.: Наука, 1967. 232 с.-616220. Шаповалов В. И., Карпов В. Ю. О природе аномальной спонтанной деформации железа в присутствии водорода // ФММ. 1983. Т.55, № 4. С. 805-810.

201. A cold cesium atomic beam produced out of a pyramidal funnel / A. Camposeo etc. // Optical communication. 2001. Y. 200. P. 231-239.

202. A modified surface of titanium and its vacuum characteristics / T. Homma etc. //Vacuum. 1996. V. 100-101. P. 189-192.

203. A software for scanning probe microscopy and a tool for nanotechnology / I. Horcas etc. // Review of Scientific Instruments. 2007. V. 78. P. 013705-1 -013705-8.

204. A study of hydrogenated carbon fibers by scanning electron microscopy and confocal laser scanning microscopy / A. Madronero De La Cal etc. // Microscopy Research and Technique. 2009. V. 72, Issue 6. P. 447 453.

205. Aagesen M., Johnson E., S0rensen С. B. Molecular beam epitaxy growth of free-standing plane-parallel InAs nanoplates // Nature Nanotechnology. 2007. V. 2. P. 761-764.

206. Abdel-Aal H. A. Efficiency of thermal energy dissipation in dry friction // Wear. 2003. V. 225. P. 348-364.

207. Abdel-Aal H. A. A remark on the flash temperature theory // Int. Comm. Heat Mass Transfer. 1997. V. 24, №2. P. 241-250.

208. Achieving superlow friction will hydrogenated amorphous carbon: some key requirements / J. Fontaine etc. // Thin Solid Films. 2005. V. 482. P. 99-108.

209. Adsorption of hydrogen and deuterium atoms on the (0001) graphite • surface / T. Zecho etc. // J. of Chemical Physics. 2002. V. 117, №18. P. 8486-8492.

210. Ageev V. N., Ionov N. I. Studies of adsortpion by electron-stimulated desorption and flash-filament methods // Progress in surface science. 1974. V. 5. P. 1148.

211. Akimichi H., Hirata M. Generation and pressure measurement of extremely high vacuum using a TiN coated chamber // Metrologia. 2005. V. 42. P. S184-S186.

212. Alkali emission accompanying fracture of sodium silicate glasses / S. C. Langford etc. // J. Mat. Res. 1991. V. 6, № 6. P. 1358-1368.

213. Amenomiya Y. Adsorption of hydrogen and H2-D2 exchange reaction on alumina // J. Catalysis. 1971. V. 22, №1. P. 109-122.

214. An FFT-based transient flash temperature model for general three-dimensional rough surface contact / J. Gao et al. // ASME Journal of Tribology. 2000. V. 122. P. 519-523.

215. Application of diamond-like carbon coatings to elastomers frictional surfaces / L. Martinez et. al. // Tribology International. 2009. V. 42. P.584-590.

216. Application of a diffusion model for the interpretation of electron stimulated gas desorption / European laboratory for particle physics; Head of the project J. Gomez-Goni; Vacuum Technical Note 94-17. Geneve, 1997. 16 p.

217. Application of titanium materials to vacuum chambers and components / H. Kurisu etc. // Journal of Physics: Conference series. 2008. V. 100. P. 092002-1 092002-6.

218. Ar atom emission as a probe of craze formation and craze growth in polystirene / J. T. Dickinson etc. // J. Polym. Sci. B. 1993. V. 31. P. 1441-1449.

219. Arboleda Jr. N. First principles studies on the absorption of H on graphite via the armchair edge // Proceedings of the 4th vacuum and surface science conference of Asia and Australia. Tokyo, 2008. P. 56.

220. Archard J. F. The temperature of rubbing surfaces // Wear. 1958. V.2. P. 203-224.

221. Archard J. F. Contact and Rubbing of Flat Surface // J. Appl. Phys. 1953. V. 24. P. 981-988.

222. Archard J. F., Hirst W. The wear of materials under unlubricated conditions // Proc. Royal Soc. A. 1958. V. 236. P. 71-73.

223. Armstrong R. W., Coffey C. S., Elban W. L. Adiabatic heating at a dislocation pile-up avalanche // Acta Metall. 1982. V. 30. P. 2111-2116.

224. Atomic and molecular emission following fracture of alkali halides: a dislocation driven process / J. T. Dickinson etc. // J. Mat. Res. 1991. V. 6. P. 112.

225. Attard G. Surfaces. Oxford: Oxford Science, 1998. 92 p.

226. Bakewell C. Sourcebook in Ancient Philosophy. New York: C. Scribner's Sons, 1907. 395 p.-618247. Baranowski B., Filipek S. M. 45 years of nickel hydride history and perspectives // Journal of Alloys and Compounds. 2005. V. 404-406. P. 2-6.

227. Basics of Molecular Beam Epitaxy (MBE) : Annual Report / University of Ulm ; Head of the project F. Rinaldi F. Ulm, 2002. 8 p.

228. Bennett J. R. J., Elsey R. J. The design of the vacuum system for the joint German-British interferometric gravitational wave detector, GEO //Vacuum. 1992. V. 43. P. 35-39.

229. Benschop J. Trends in Microlithography : Future trends in Microelectronics. New York: Wiley Interscience, 2002. P. 17-27.

230. Bhushan B., Gupta B. K. Handbook of tribology. New York: McGraw-Hill, Inc., 1991. 1168 p.

231. Bingelli M., Mate C. M. Influence of water vapour on nanotribology studied by friction force microscopy // J. Vac. Sci. Technol. 1995. V. 13. P. 13121315.

232. Birnbaum H. K., Robertson I. M., Sofronis P. Hydrogen effects on plasticity // Multiscale phenomena in plasticity / Ed. J. Lepinoux etc.. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1989. P. 367-381. (Nato series E, Vol. 367.)

233. Blok H. A. Theoretical study of temperature rise at surfaces of actual contact under oiliness lubrication conditions // Proc. General Discussion on Lubrication and Lubricants, Institute of Mechanical Engineering, London. 1937. P. 222-235.

234. Borodich F. M., Keer L. M. Modeling effects of gas adsorption and removal on friction during sliding along diamond-like carbon films // Thin solid films 2005. V. 476. P. 108-117.

235. Boniszewski T., Smith G. C. The influence of hydrogen on the plastic deformation ductility, and fracture of nickel in tension // Acta metallurgica. 1963. V. 11, №3. P. 165-178.

236. Brass A. M., Chanfreau A. Accelerated diffusion of hydrogen along grain boundaries in nickel // Acta Materialia. 1996.V. 44. P. 3823-3831.

237. Brendle M., Stempfle Ph., Triboreaction of graphite with moisture a new model of tribireactor for integrating friction and wear // Wear. 2003. V. 254. P. 818-826.

238. Brown M. B., Forsythe A. B. The small sample behavior of some statistics which test the equality of several means // Technometrics. 1974. V. 16. P. 129-132.

239. Braun O. M., Peyrard M. Friction in a solid lubricant film //Physical Review E. 2001. V. 63. P. 046110-1 046110-19.

240. Buckley D. H., Johnson R. L. Friction, wear and decomposition mechanisms for various polymer compositions in vacuum to 10"9 millimeter of mercury. Washington D.C.: NASA, 1963. 28 p. (NASA technical note TN D-2073)

241. Buckley D. H., Johnson R. L. Friction and wear characteristics of polyimide and filled polyimide compositions in vacuum (10"'° mm Hg). Washington D.C.: NASA, 1966. 12 p. (NASA technical note TN D-3261)

242. Butyagin P. Yu. Mechanochemical reactions of solids with gases //Reactivity of Solids. 1986. V. 1. P. 345-359.

243. Butyagin P. Yu., Pavlichev I.K. Determination of energy yield of mechanochemical reactions // Reactivity of Solids. 1986. V. 1. P. 361-372.

244. Carter G., Armour D. G., de Chernatony L. Factors limiting the attainment of ultra-high vacuum below 10"10 Torr // Vacuum. 1972. V. 22. P. 643649.

245. Casiraghi C., Ferrari A. C., Robertson J. Raman spectroscopy of hydrogenated amorphous carbon // Physical review B. 2005. V. 72. P. 085401.

246. Caskey Jr. G. R., Sisson Jr. R. D. Hydrogen solubility in austenitic stainless steels // Scripta Metallurgies 1981. V.15, № 11. P. 1187-1190.

247. Castle G. S. P. Contact charging between insulators // J. Electrostatics. 1997. V. 40-41. P. 13-20.

248. Characterization of hydrogen adsorption in carbon-based materials by NMR : Annual Progress Report /U.S. Department of Energy ; Y. Wu . Washington, 2006. P. 486-487.

249. Chateau J. P., Delafosse D., Magnin T. Numerical simulation of hydrogen-dislocation interactions in fee stainless steels. Part I: hydrogen dislocation interactions in bulk crystals // Acta materialia. 2002. V. 50. P. 1507-1522.

250. Chun I., Cho B., Chung S. Outgassing characteristics of a stainless steel extreme high vacuum system // J.Vac.Sci.Technol. A. 1996. V.14, №4. P. 26362640.

251. Cieplak M., Smith E. D., Robbins M. O. Molecular origins of friction: the force on adsorbed layers // Science. 1994. V. 265. P. 1209.

252. C02 emission accompanying the fracture of calcite / J.T. Dickinson etc.//Physics and Chemistry of Minerals. 1991. V.18. P. 320-325.

253. Comparison of tribological characteristics of various sputtered MoS2 films : Technical report / National Aerospace Laboratory ; Head of the project M.Suzuki; SHI-NO AA0003818. Tokyo, 1998. 73 p.

254. Cost-effective, high-volume molecular beam epitaxy using a multi 6-in wafer reactor / L. Leung etc. // Journal of Crystal Growth. 2001. V. 227-228. P. 143-149.

255. Crank J. The mathematics of diffusion. Oxford: Clarendon Press, 1975.414 p.

256. Development of laser assisted nanometric resolution scanning tunneling microscopy time-of-flight mass analyzer system / Y. Ding etc. // Rev. Sci. Instruments. 2002. V. 73, № 9. P. 3227-3231.

257. Deulin E. A. Exchange of gases at friction in vacuum // ECASIA '97: 7th European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis by European

258. Conference on Applications of Surface and Interface Analysis. Chichester: John Wiley & sons, 1997. P. 1170-1175.

259. Deulin E. A., Gatsenko A. A., Loginov B. A. Friction force of smooth surfaces Si02-Si02 as a function of residual pressure // Surface Science. 1999. V. 433-435. P. 288-292.

260. Deulin E. A., Nevshupa R. A. Deuterium penetration into the bulk of a ball of a ball bearing due to its rotation in vacuum // Applied Surface Science. 1999. v. 144-145. P. 283-286.

261. Deulin E. A., Nevshupa R. A., de Segovia J. L. An UHV system to study gassing and outgassing of metals under friction // Vacuum. 1999. V.52. P. 79-87.

262. Dickinson J. T., Jensen L. C., Dion R. P. Fractoemission from high-density polyethylene: Bond breaking versus tribological stimulation // J. Appl. Phys. 1993. V. 73. P. 3047-3054.

263. Dickinson J. T., Jensen L. C., Langford S. C. Atomic and Molecular Emission Accompanying Fracture of Single-Crystal Ge: A Dislocation Driven Process // Phys. Rev. Lett. 1991. V.66. P.2120-2123.

264. Dickinson J. T., Langford S. C., Jensen L. C., Fractoemission from fused silica and sodium silicate glasses // J. Vac. Sci. Technol. A. 1988. V.6. P. 10841089.

265. Dickrell P. L., Sawyer W. G., Erdemir A. Fractional coverage model for the adsorption and removal of gas species and application to superlow friction diamond-like carbon // Journal of Tribology. 2004. V. 126. P. 615-619.

266. Diffusion measurements by ultrasonics / R. Biel etc. // Diffusion in condensed matter: methods, materials, models / Eds. P. Heitjans, J. Karger. Berlin: Springer, 2005. 461 p.

267. Diode Lasers. Materials and devices. A worldwide market and technology overview to 2005 // III-Vs Review. The advanced technology magazine. 2001. 528 p.

268. Dispositivo de medida de fuerzas : Patent application PCT/ES2009/070635 Spain; filled 29.12.2009.-622293. Dolcino L. 50 years of Varian Sputter Ion Pumps and Newth

269. Technologies // Proceedings of the 4 Vacuum and surface science conference of Asia and Australia. Tokyo, 2008. P. 57.

270. Donnet C., Grill A. Friction control of diamond-like carbon coatings // Surf. Coat. Technol. 1997. V. 94-95. P. 456-462.

271. Donnet C., Martin J.-M., Mogne T. L. Super-low friction of MoS2 coatings in various environments // Tribology International. 1996. V. 29. P.123-128.

272. Donovan J. A. Accelerated evolution of hydrogen from metals during plastic deformation // Metallurgical and Materials Transactions A. 1976. V. 7, № 10. P. 1677-1683.

273. Doremus R. Diffusion in alumina // Applied physics reviews. 2006. V. 100. P. 101301-1-101301-17.

274. Duplock E. J., Scheffler M., Lindan Ph. J. D. Hallmark of perfect graphene // Physical Review Letters. 2004. V. 92, № 22. P. 225502-1 225502-4.

275. Durability evaluation of HDI in magnetic disks by detection of hydrocarbon gases / T. Numata etc. // Japanese Journal of Tribology. 1999. V. 44. P. 247-254.

276. Dylla H. F., Manos D. M., LaMarche P. H. Correlation of outgassing of stainless steel and aluminium with various surface treatment // J.Vac.Sci.Technol. A. 1993. V. 11. P. 2623-2636.

277. Dynamical model of total and partial pressures in a vacuum system due to intermittent desorption / R. A. Nevshupa etc. // Vacuum. 2003. V. 69. P. 477487.

278. Effect of Chemical Polishing in Titanium Materials for Low Outgassing / K. Ishizawa etc. // Journal of Physics: Conference Series. 2008. V. 100. P. 092023-1-092023-4.

279. Effect of counterpart materials on tribological performance of selflubricating composites evaluated at high temperature in a vacuum : Technical report / National Aerospace Laboratory; Head of the project S. Mineo; TR-1192. Tokyo, 1993. 32 p.

280. Effect of hydrogen concentration in the bulk of stainlesssteel on kinetics of tribodesorption / R. A. Nevshupa etc. // Proceedings of the 7thth1.erian Vacuum Meeting and 5 European Topical Conference on Hard Coatings. Lisboa, 2008. P. 71.

281. Emission of neutral particles from anodized aluminum surfaces during tensile deformation / L. A. Larson etc. // J. Vac. Sci. Technol. 1979. V. 16. P. 590593.

282. Emission of occluded volatiles during deformation of polycarbonate due to strain-enhanced diffusion / J. T. Dickinson etc. // J. Polymer Science B. 1994. V. 32. P. 993-999.

283. Evaluation of oxidation and hydrogen permeation in Al-containing duplex stainless steel alloys : Report / Westinghouse Savannah River Company; Head of the project T. M. Adams; WSRC-MS-2005-00393. Aiken, 2005. 8 p.

284. Fiore N., Bauer Ch. L. Binding of solute atoms to, dislocations //Progress in Materials Science. 1967. V. 13. P. 85-134.

285. Formation of nickel hydrides in reactive plasmas / M. Quaas etc. // Z. Kristallogr. Suppl. 2009. V. 30. P. 241-246.

286. Fox P. G. and Soria-Ruiz J. Fracture-induced thermal decomposition in brittle crystalline solids //Proc. Royal Soc. 1970. V. 317. P. 79-80.

287. Fracture-induced emission of alkali atoms from Feldspar

288. J. T. Dickinson etc. // Physics and Chemistry of Minerals. 1992. V. 18. P. 453459.

289. Fremerey J. K. Residual gas: traditional understanding and new experimental results //Vacuum. 1999. V. 53. P. 197-201.

290. Friction of thin water films: a nanotribological study / A. Opitz etc. // Surface Science. 2002. V. 504. P. 199-2007.

291. Frisch B., Thiele W.-R. The tribologically induced effect of hydrogen effusion and penetration in steels // Wear. 1984. V.95. P. 213-227.

292. Fujii Y., Ishimaru H. Desorption from ball bearings in ultrahigh vacuum // JVST A. 1991. V.9. P. 2017-2020.

293. Goldblatt I. L. Model for Lubrication of Polynuclear Aromatics // Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Develop. 1971. V. 10. P. 270-278.

294. Goldblatt I. L. The importance of electron transfer processes to the wear process // Microscopic aspects of adhesion and lubrication. Amsterdam: Elsevier, 1982. P. 521-551.

295. Grabke H. J., Riecke E. Absorption and diffusion of hydrogen in steels // Materiali in Tehnologije. 2000. V. 34. P. 331-342.

296. Granato E., Ying S. C. Transvere thermal depinning and nonlinear sliding friction of an adsorbed monolayer // Physical Review Letters. 2000. V. 85, №25. P. 5368-5371.

297. Grant D. M., Cummings D. L., Blackburn D. A. Hydrogen in 304 steel: Diffusion, permeation and surface reaction // Journal of Nuclear Materials. 1987. V. 149. P. 180-191.

298. Grant D. M., Cummings D. L., Blackburn D. A. Hydrogen in 316 steel: Diffusion, permeation and surface reaction // Journal of Nuclear Materials. 1988. V. 152. P. 139-145.

299. Greenwood J. A. An interpolation formula for flash temperatures //Wear. 1991. V. 150. P. 153-156.

300. Greenwood J. A. Contact of rough surfaces // Fundamentals of friction: macroscopic and microscopic processes / Eds. I.L. Singer, H.M. Pollock. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1992. P. 37-56.

301. Greenwood J. A., Wu J. J. Flash temperature for bodies moving at equal high speeds in opposite directions // Transactions of ASME. Journal of Tribology. 1996. V. 118. P. 255-257.

302. Gronych T., Peksa L., Repa P. Desorption in uhv systems caused by rubbing surfaces // Vacuum. 1992. V. 43, № 5-7. P. 689-692.

303. Groszkowski J. Gas desorption at rubbing surfaces in high vacua // Bulletin de L'Academie Polonaise des Sciences. 1961. V. IX, № 2. P. 111-112.

304. Growth and thermal decomposition of ultrathin ion-beam deposited C:H films / A. Schenk etc. // J. Appl. Phys. 1995. V. 77. P. 2462-2473.

305. Guil J. M., Hayward D. O., Taylor N. Absorption and diffusion of hydrogen and deuterium in tantalum at low temperatures // Proc. Royal Society. 1973. V. A335.P. 141-161.

306. Guilman J. J. Micromechanics of Flow in Solids. New York: McGraw-Hill, 1969. 304 p.

307. Haasen P. Physical Metallurgy. Cambridge: Cambridge University Press, 1996. 420 p.

308. Hall В. O., Jacko R. J., Begley J. A. Analysis of hydrogen permeation experiments in 403 stainless steel // Electronic structure and properties of hydrogen in metals. New York: Plenum press, 1983. P. 555-560. (NATO conference series)

309. Halliday B. S. An introduction to materials for use in vacuum // Vacuum. 1987. V. 37. P. 583-585.

310. Harper W. R. Contact and Frictional Electrification. Oxford:- Clarendon Press, 1967. 369 p.

311. Hashimoto E., Kino T. Hydrogen diffusion in aluminum at high temperatures // J. Phys. F: Metal Physics. 1983. V. 13. P. 1157-1165.

312. Heat capacity of hydrogenated diamond-like carbon films / M. Hakovirta etc. // Applied Physics Letters. 2000. V. 77, №15. P. 2340-2342.

313. High temperature lubrication of various ceramics and metal alloys via directed hydrocarbon feed gases / N. J. Barnick etc. // Wear. 1998. V. 214. P. 131138.

314. Hiratsuka K., Kajdas C., Yoshida M. Tribo-catalisys in the synthesis reaction of carbon dioxide // Tribology transactions. 2004. V. 47. P. 86-93.

315. Hsu S. M., Gates R. S. Effect of materials on tribochemical reactions between hydrocarbons and surfaces // J. Phys. D: Appl. Phys. 2006. V. 39. P. 3128 -3137.

316. Huggins R. A. Materials aspects of the electrochemical insertion of hydrogen and deuterium into mixed conductors // Fusion Technology. 1994. V.26, №4. P. 291-298.

317. Hwang C., Bernstein I. M. Dislocation transport of hydrogen in iron single crystal//Acta Metallurgica. 1986. V. 34. P. 1001-1010.

318. Hydrogen distribution in titanium material with low outgassingthproperties / M. Takeda etc. // Proceedings of the 4 Vacuum and surface sciences conference of Asia and Australia. Tokyo, 2008. P. 131.

319. Hydrogen embrittlement of metals / M.R. Louthan Jr. etc. // Material Science and Engineering. 1972. V. 10. P. 357-368.

320. Hydrogen transport by dislocations / J. Tien etc. // Metallurgical and Materials Transactions A. 1976. V. 7, №5. P. 821-829.

321. Hydrogen transport in stainless steel / T. Tanabe etc. // J. Nuclear Materials. 1984. V. 122-123. P. 1568-1572.

322. In-situ, on-demand lubrication system for space mechanisms : Technical memorandum / NASA ; Head of the project M. Marchetti; TM—2002-211706. Cleveland, 2002. 20 p.

323. Inficon : Transpector 2, gas analysis system. URL: http://www.inficongasanalyzers.com/en/transpector2gasanalysis.html. (дата обращения : 10.09.2009)

324. International Technology Roadmap for Semiconductros: Front end processes. 65 p. URL:http://www.itrs.net/Links/2007ITRS/2007Chapters/2007FEP.pdf (дата обращения : 01.12.2009)

325. International Technology Roadmap for Semiconductors: Lithography. 30 p. URL:http://www.itrs.net/Links/2007ITRS/2007Chapters/2007Lithography.pdf (дата обращения: 01.12.2009)

326. Investigation of SiC films deposited onto stainless steel and their retarding effects on tritium permeation / P. Wang etc. // Surface and Coatings Technology. 2000. V. 128-129. P. 99-104.

327. Ishikawa Y., Koguchi Y., Odaka K. Outgassing rate of some austenitic stainless steels // J. Vac. Sci. Techol. A. 1991. V. 9. P. 250-253.

328. Isikawa Y., Nemanic V. An overview of methods to suppress hydrogen outgassing rate from austenitic stainless steel with reference to UHV and EXV //Vacuum. 2003. V. 69. P. 501-512.

329. Ishikawa Y., Yoshimura T. Importance of the surface oxide layer in the reduction of outgassing from stainless steels // J. Vac. Sci. Techol. A. 1995. V. 13. P. 1847-1852.

330. Ishikawa Y., Yoshimura T. Mechanically stimulated outgassing from stainless steel // J. Vac. Sci. Techol. A. 1991. V.9. P. 2021-2024.

331. ISO 14644. Cleanrooms and Associate Controlled Environments : Classification of Airborne molecular contamination. Geneve: International Organization for Standards, 2006. Part 8. 18 p.

332. Israelachvili J. N. Inerfacial forces // J. Vac. Sci. Technol. 1992. V. A10. P. 2961-2971.

333. Israelachvili J. N., McGuiggan P. M., Homola A. M. Dynamic properties of molecularly thin liquid films // Science. 1988. V. 240. P. 189-191.

334. Johnson K. L. Contact Mechanics. New York: Cambridge University Press, 1985. 452 p.

335. Juskenas R., Selskis A., Kadziauskiene V. In situ X-ray diffraction investigation of nickel hydride formation during cathodic charging of Ni //Electrochimica Acta. 1998. V. 43, № 12-13. P. 1903-1911.

336. Kajdas C. On a negative-ion concept of EP action of organo-sulphur compounds // ASLE Transactions. 1983. V. 28. P. 21.

337. Kajdas C. Tribochemistry // Proceedings of the 2nd World Tribology Conference. Vienna: PAS, 2001. P. 39-46.

338. Kajdas C. About an ionic-radical concept of the lubrication mechanism of alcohols // Wear. 1987. V. 116. P. 167.

339. Kang I.-W., Pyun S.-I., Kim K.-T. The effect of dislocations on the trapping and transport of hydrogen in 3,3Ni-l,6Cr steel during plastic deformation // Scripta Metallurgica. 1989. V. 23. P. 223-226.

340. Kato K., Umehara N., Adachi K. Friction, wear and N2-lubrication of carbon nitride coatings: a review // Wear. 2003. V. 254. P. 1062-1069.

341. Kato S., Oyama H., Odagiri H. Surface modification of vacuum wall by carbon and its outgassing // Vacuum. 1990. V. 41. P. 1998-2000.

342. Kikuchi T., Ohsako N., Hayashi Y. Capability of obtaining extreme high vacuum by commercial G-M refrigerator-cooled cryopump // Vacuum. 1990. V. 41. P. 1941-1943.

343. Kim M.-W., Langford S. C., Dickinson J. T. Emission of neutral Mg from single crystal MgO during abrasion with diamond // J. Appl. Phys. 2003. V. 93. P.1819-1825.

344. Kingsbury E. P. Some aspects of the thermal desorption of a boundary lubricant // Journal of Applied Physics. 1958. V. 29, № 6. P. 888-891.

345. Kiuchi K., McLellan R.B. The solubility and diffusivity of hydrogen in well-annealed and deformed iron // Perspectives in hydrogen in metals. Oxford: Pergamon Press, 1986. P. 29-52.

346. Kornfeld M. I. Frictional electrification // J. Phys. D.: Appl. Phys. 1976. V. 9. P. 1183-1192.

347. Kosiel K. MBE—Technology for nanoelectronics // Vacuum. 2008. V. 82. P. 951-955.

348. Kramer R., Andre M. Adsorption of atomic hydrogen on alumina by hydrogen spillover// Journal of Catalysis. 1979. V. 58. P. 287-295.

349. Kurkela M., Latanision R. M. The effect of plastic deformation on the transport of hydrogen in nickel // Scripta Metallurgies 1979. V. 13. P. 927-932.

350. Ladna B., Birnbaum H. K. A study of hydrogen transport during plastic deformation//Acta Metallurgica. 1987. V. 35. P. 1775-1778.

351. Leblond J. B., Dubois D. A general mathematical description of hydrogen diffusion in steels. I. Deviation of diffusion equations from Boltzmann-type transport equation // Perspectives in hydrogen in metals. Oxford: Pergamon Press, 1986. P. 193-203.

352. Levine P. D., Sweda J. R. Precision gas flowmeter for vacuum calibration // J. Vac. Sci. Technol. A. 1997. V. 15, № 3. P. 747-752.

353. Liang Y., Sofronis P. Micromechanics and numerical modeling of the hydrogen-particle-matrix interactions in nickel-base alloys // Modelling and Simulation oin Material Science and Engineering. 2003. V. 11. P. 523-551.

354. Liu C. K., Glassford A. P. M. Kinetics data for diffusion of outgassing species from RTV 560 silicone rubber // J. Vac. Sci. Technol. 1978. V.15, № 5. P. 1761-1768.

355. Louthan M. R. Jr., Derrick R. G. Hydrogen transport in austenitic stainless steel // Corrosion science. 1975. V. 15, № 6-12. P. 565-570.

356. Maboudian R., Howe R.T. Critical review: Adhesion in surface, micromechanical devices // J. Vac. Sci. Technol. 1997. V. 15. P. 1-20.

357. MacNabb A., Foster P. K. A new analysis of the diffusion of hydrogen in iron and ferritic steels // Transactions of the metallurgical society of AIME. 1963. V. 227. P. 618-627.

358. Malev M. D. Gas absorption and outgassing of metals // Vacuum. 1973. V. 23, № 2. P. 43-50.

359. Mass-spectrometry during C/G composite friction: carbon oxidation associated with high friction coefficient and high wear rate / M. Gouider etc. // Wear. 2004. V. 256. P. 1082-1087.

360. Material and surface processing of vacuum components for J-PARC / Y. Saito etc. // Proceedings of the 4-th Vacuum and surface science conference of Asia and Australia. Tokyo, 2008. P. 149.

361. Matilla C., Median N. Dynamic expansion system at CEM / Proceedings of 20th workshop on optical and decorative coatings. Salamanca: ICMM, 2009. P. 53.

362. McFadden C. F., Gellman A. J. Metallic friction: the effect of molecular adsorbates 11 Surface Science. 1998. V. 409. P. 171-182.

363. Measurement of desorbed gas flowrate and diffusion coefficients / M. Bergoglio etc. // Vuoto. 1990. V. 20. P. 320-323.

364. Measurement of ultra low outgassing rates for NLC UHV vacuum chambers / K. Kishiyama etc. // Proceedings of the 2001 International Particle Accelerator Conference. Chicago, 2001. P. 2195-2197.

365. Mechanically stimulated solution of adsorbed hydrogen and deuterium in steel / E. A. Deulin etc. // Surface and Interfacial Analysis'. 2000. V. 30. P. 635637.

366. Mechanics and physics of precise vacuum mechanisms / E. A. Deulin etc.. Dordrecht: Springer, 2009. 234 p.

367. Methane adsorption and hydrogen isothermal desorption kinetics on a C(001)-(1><1) surface / T. Nishimori etc. // Journal of vacuum science and technology A. 1995. V. 3. P. 2781-2786.

368. Mezin A., Lepage J., Abel P. B. Hydrogen permeation properties of molybdenium coatings from adsorption-desorption experiments // Thin Solid Films. 1996. V. 272. P. 132-136.

369. Minato M., Itoh Y. Vacuum characteristics of TiN film coated on the interior surface of a vacuum duct // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 1997. V. 12. P. 187- 190.

370. Minato M., Itoh Y. Vacuum characteristics of titanium // J. Vac. Sci. Technol. A. 1995. V. 13. P. 540-544.

371. Miura T., Nakayama K. Spectral analysis of photons emitted during scratching of an insulator surface by a diamond in air // J. Appl. Phys. 2000. V. 88. P. 5444.

372. Molecular CO emission accompanying fracture of polycarbonate: evidence for chain cleavage / J. T. Dickinson et al. // J. Mater. Res. 1993. V. 8. P. 14-17.

373. Molina G.J . Triboemission from ceramics: charge intensity and energy distribution characterizations : Thesis of Doctor of Philosophy. Blacksburg: Virginia Polytechnic Institute and State University, 2000. 197 p.

374. Moore B. C. Recombination limited outgassing of stainless steel // J. Vac. Sci. Technol. A. 1995. V. 13, № 3. P. 545-548.

375. Moraw M., Prasoi H. Gas desorption from a stainless steel surface in ultrahigh vacuum devices // Vacuum. 2003. V. 71. P. 471-479.

376. Mori S. Adsorption of benzene on the fresh surface formed by cutting under high vacuum // Applied Surface Science. 1987. V. 27. P. 401-410.

377. Mori S., Imaizumi Y. Adsorption of model compounds of lubricant on nascent surfaces of mild and stainless steel under dynamic conditions // Journal of ASLE Tribology Transactions. 1988. V. 31, № 4. P. 449-453.

378. Mori S., Shitara Y. Tribochemical activation of gold surface by scratching // Applied Surface Science. 1994. V. 78. P. 269-273.

379. Nabarro F. R. N. Distribution of solute atoms round a moving dislocation//Materials Science and Engineering. 2005. V. A400-401. P. 22-24.

380. Nakayama K. Triboemission // Proceedings of International Tribology Conference. Tsukuba, 2000. P. 13-17.

381. Nakayama K., Nevshupa R. A. Characteristics and Pattern of Plasma Generated at Sliding Contact // Trans. ASME: J. Tribology. 2003. V 125. P. 780-787.

382. Nakayama K., Nevshupa R. A. Plasma generation in a gap around a sliding contact // J. Phys D: Appl. Phys. 2002. V. 35. L53-L56.

383. Nanofriction mechanisms derived from the dependence of friction on load and sliding velocity from air to UHV on hydrophilic silicon / A. Opitz etc. // Tribology Letters. 2005. V. 20. P. 229-234.

384. Nanofriction of silicon oxide surfaces covered with thin water films /A. Opitz etc. // Wear. 2003. V. 254. P. 924-929.

385. Gas-phase hydrogen permeation through alfa iron, 4130 steel, and 304 stainless steel from less than 100 °C to near 600 °C : Technical note / NASA ; H. G. Nelson; TN D-7265. Washington D.C., 1973. 20 p.

386. Nemanic V., Setina J. A study of thermal treatment procedures to reduce hydrogen outgassing rate in thin wall stainless steel cells // Vacuum. 1999. V. 53. P. 277-280.v

387. Nemanic V., Setina J. Experiments with a thin-walled stainless-steel vacuum chamber//J. Vac. Sci. Technol. A. 2000. V. 18. P. 1789-1793.V

388. Nemanic V., Zajec B., Setina J. Anomalies in kinetics of hydrogen evolution from austenitic stainless steel from 300 to 1000 °C // J. Vac. Sci. Technol. A. 2001. V. 19. P. 215-222.

389. Nemanic V., Zajec B., Zumer M. Deuterium permeation through stainless steel caused by dissociative adsorption of D20 // Vacuum. 2003. V. 68. P. 183-189.

390. Nevchoupa R. A., de Segovia J. L., Deulin E. A. An UHV system to study gassing and outgassing of metals under friction // Vacuum. 1999. V. 52. P. 73-81.

391. Nevshupa R. A. Triboemission: an attempt of developing a generalized classification / Tribology: science and applications. Vienna: PAS, 2003. P. 11-25

392. Nevshupa R.A., de Segovia J.L. Outgassing from stainless steel under impact in UHV // Vacuum. 2002. V. 64. P. 425-430.

393. Nevshupa R. A., de Segovia J. L., Deulin E. A. Outgassing of stainless steel during sliding friction in ultra high vacuum // Vacuum. 1999. V. 53. P. 295-298.

394. Nevshupa R. A., de Segovia J. L., Roman E. Surface-induced reactions of absorbed hydrogen under mutual mechanical forces // Vacuum. 2005. V. 80. P. 241-246.

395. Nevshupa R. A., Nakayama K. Capabilities of Tribomicroplasma for developing of High-Tech Applications / Proceedings of Russian-Japanese Tribology Workshop. Moscow, 2002. P. 15-20.

396. Nevshupa R. A., Nakayama K. Effect of Nanometer Thin Metal Film on Triboemission of Negatively Charged Particles from Dielectric Solids // Vacuum. 2002. V. 67. P. 375-380.

397. Nevshupa R. A., Roman E., de Segovia J. L. Model of the effect of local frictional heating on the tribodesorbed gases from metals in ultra-high vacuum //International Journal of Materials and Product Technology. 2010. V. 38, № 1. P. 57-65.

398. Nevshupa R. A., Scherge M., Ahmed S. I.-U. Transitional microfriction behavior of silicon induced by spontaneous water adsorption // Surface Science. 2002. V. 517. P. 17-28.

399. Nickel N. H. Hydrogen transport properties in zinc oxide // Superlattices andMicrostructures. 2007. V. 42. P. 3-7.

400. Ockham W. Philosophical Writings. A selection edited and translated by Philotheus Boehner. Edinburgh: London: Thomas Nelson and Sons, 1957. 147 p.

401. Oriani R.A. The diffusion and trapping of hydrogen in steel // Acta metallurgies 1970. V. 18. P. 147-157.-634443. Outgassing from stainless steel and the effect of the gauges / J. R. J. Bennett etc. // Vacuum. 1992. V. 43. P. 35-39.

402. Outgassing measurements on RTV S691 Silicone Adhesive : Report / Outgassing Services International ; J. Garrett ; № JAMOO12606. Mountain View, 2006. 13 p.

403. Outgassing performances of an industrial prototype tube for the Virgo antenna / P. Marin etc. // Vacuum. 1998. V. 49. P. 309-314.

404. Peksa L., Gronych T., Repa P. The influence of a local-induced desorption on pressure in an uhv system // Vacuum. 1992. V. 43. P. 695-698.

405. Peksa L., Gronych T., Repa P. An attempt to determine the activation energy of desorption from the shape of the pressure pulse in an UHV system caused by LID // Vacuum. 1994. V. 45. P. 849-851.

406. Peressadko A. G., Nevshupa R. A., Deulin E.A. Mechanically stimulated outgassing from ball bearings in vacuum // Vacuum. 2002. V. 64. P. 451-456.

407. Perkins H. K., Noda T. Deuterium transport through 304 and 304L stainless steel at low driving pressures and 15 KeV deuteron bombardment // Journal of Nuclear Materials. 1978. V. 71, № 2. P. 349-364.

408. Perng T.-P., Altstetter C. J. Effects of deformation on hydrogen permeation in austenitic stainless steel // Acta Metallurgica. 1986. V. 34, №9. P. 1771-1781.

409. Persson B. N. J. Sliding Friction: Physical Principles And Applications. Berlin: Springer, 2000. 520 p.

410. Persson B. N. J., Volokitin A.I. Theory of rubber friction: Nonstationary sliding // Phys. Rev. 2002. B 65. P. 134106.

411. Peterson J. A., Gibala R., Troiano A. R. Internal-Friction Peaks in Hydrogen-Charged Austenitic Stainless Steel // J. Appl. Phys. 1967. V. 38, №4. P. 1992.

412. Pierson H. O. Handbook of carbon, graphite, diamond and fullerenes. Park Ridge: Noyes Publications, 1993. 405 p.

413. Powder Diffraction File. Newtown Square: International Centre for Diffraction Data, 2010. 35 p.

414. Pressouyre G. M. Trap theory of hydrogen embrittlement // Acta metallurgies 1980. V. 28. P. 895-911.

415. Preventing spacecraft failures due to tribological problems : Technical memorandum /NASA; Head of the project R. L. Fusaro; TM—2001-210806. Cleveland, 2001. 43 p.

416. Properties of hydride-forming metals and of multilayer hydrogen permeation barriers / J. W. Guthrie etc. // Journal of Nuclear Materials. 1974. V. 53. P. 313-322.

417. Process for reduction of undesireable outgassing species : Patent 6893721 USA; filed 10.09.2002; issued: 17.05.2005, The Official Gazette of the United States Patent and Trademark Office.

418. Quantification of the H content in diamondlike carbon and polymeric thin films by reflection electron energy loss spectroscopy / F. Yubero etc. // Applied physics letters. 2005. V. 87. P. 084101.

419. Quick N. R., Johnson H. H. Permeation and diffusion of hydrogen and deuterium in 310 stainless steel, 472 K to 779 K // Metallurgical Transactions A. 1979. V. 10, №1. P. 67-70.

420. Radicals in the mechanochemical dechlorination of hazardous organochlorine compounds using CaO nanoparticles / T. Ikoma etc. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 2001. V 74. P. 2303-2309.

421. Redhead P. A. Effects of readsorption on outgassing rate measurements // J.Vac. Sci. Technol. A. 1996. V. 14. P. 2599-2609.

422. Redhead P. A. Modelling the pump-down of a reversibly adsorbed phase. I. Monolayer and submonolayer initial coverage // J.Vac. Sci. Technol. A. 1995. V. 13. P. 469-475.

423. Redhead P. A. Thermal desorption of gasses.// Vacuum. 1962. V. 12. P.203.

424. Repa P. Mechanically induced desorption // Vacuum. 1992. V.43. P. 367-371.

425. Repa P., Rott, M. Outgassing of metals stimulated by friction // Vacuum. 1997. V.48. P. 775-778.

426. Repa P., Oralek D. Outgassing stimulated by deformation // Vacuum. 1999. V. 53. P. 299-302.

427. Report on material characterization / CERN; Head of the project P. Chiggiato ; Minute 01-04; 16-3689P. Geneve, 2006. 36 p.

428. Rezaie-Serej S., Outlaw R. A. Thermal desorption of CO and H2 from degassed 304 and 347 stainless steel // J. Vac. Sci. Technol. A. 1994. V. 12. P. 28142819.

429. Richardson J. T., Scates R., Twigg M. V. X-ray diffraction study of nickel oxide reduction by hydrogen // Applied Catalysis A: General. 2003. V. 246. P. 137-150.

430. Riedo E., Levy F., Brune H. Kinetics of capillary condensation in nanoscopic sliding friction // Physical Review Letters. 2002. V. 88, №18. P. 1855051 -185505-4.

431. Rigney D. A. Transfer, mixing and associated chemical and mechanical processes during the sliding of ductile materials // Wear. 2000. V. 245. P. 1-9.

432. Samsonidze Ge. G., Samsonidze G. G., Yakobson B. I. Energetics of Stone-Wales defects in deformations of monoatomic hexagonal layers // Computational Material Science. 2003. V. 23. P. 62-72.

433. Santhanam J., Vijendran P. Outgassing properties of low temperature thermal insulators // Vacuum. 1982. V. 32. P. 487-490.

434. Santeler D. J. Estimating the gas partial pressure due to diffusive outgassing // J. Vac. Sci. Technol. A. 1992. V. 10. P. 1879-1883.

435. Sasada T., Hiratsuka K., Saito H. Adsorption of surrounding gas molecules on pure metal surfaces during wear processes // Wear. 1990. V. 135. P. 251-264.

436. Sawyer W. G., Blanchet Th. A. Lubrication of Mo, W and their alloys with H2S gas admixtures to room temperature air // Wear. 1999. V. 225-229. P. 581586.

437. Sawyer W. G., Dickrell P. L. A fractional coverage model for gas-surface interaction in reciprocating sliding contacts // Wear. 2004. V. 256. P. 73-80.

438. Scherge M., Li X., Schaefer J. A. The effect of water on friction of MEMS // Tribology Letters. 1999. V. 6. P. 215-220.

439. Schindler N., Schleussner D., Edelmann Chr. Measurements of partial outgassing rates // Vacuum. 1996. V. 47. P. 351-355.

440. Self-lubricating polymer composites and polymer transfer film lubrication for space applications : Technical memorandum / NASA; Head of the project R. L. Fusaro ; TM-1990-102492. Cleveland, 1990. 49 p.

441. Solid state 13C and 1H nuclear magnetic resonance investigations of hydrogenated amorphous carbon / C. Donnet etc. // Journal of applied physics. 1999. V. 85, N. 6. P. 3264-3270.

442. Space tribology : Technical memorandum / NASA ; Head of the project W. R. Jones Jr.; TM—2000-209924. Cleveland, 2000. 38 p.

443. Specific heat of single-, poly- and nanocrystalline diamond / C. Moelle etc. // Diamond and Related Materials. 1998. V. 7. P. 499-503

444. Stievenard D., Legrand B. Silicon nano-oxidation using scanning probe microscopy : Review // Progress in Surface Science. 2006. V. 81. P. 112-140.

445. Storage of hydrogen in single-walled carbon nanotubes / A. C. Dillon etc. //Nature. 1997. V. 386. P. 377-379.

446. Study of the secondary ion emission by electrons from microchannel plates (MCP) / R. A. Nevshupa etc. // J. Phys: Conf. Series. 2008. V. 100. P. 042012-1 042012-4.

447. Super low friction of diamond-like carbon films: a relation to viscoplastic properties / J. Fontaine etc. // Tribology letters. 2004. V. 17, No. 4. P. 709-714.

448. Sze S. M. Microelectronics Technology: Challenges in the 21st Century // Future Trends in Microelectronics. New York: Wiley Interscience, 2002. P. 3-16.

449. Sung D., Kim D., Gellman A. J. The surface chemistry of vapor phase lubricants: tricresylphosphate on Ni(100) // Tribology International. 2005. V. 38. P. 151-157.

450. Sugimura H., Nakagiri N. Scanning probe nanofabrication of chemically active areas on substrate covered with organosilane monolayers // J. Vac. Sci. Technol. B. 1997. V. 15, № 4. P. 1394-1397.

451. Temperature measurements of the gaseous emission during the fracture of polystyrene: a determination of the fracture energy and fracture surface temperature / J. T. Dickinson etc. // J. Polymer Sci. (B) 1994. V. 32. P.779-782.

452. Temperature-programmed desorption from iron, chromium, nickel and 304L stainless steel / J. P. Joly etc. // Vacuum. 2000. V. 59. P. 854-867.

453. Terada K., Tuzi Y., Okano T. The pumping of gases desorbed by pulsed ruby laser irradiation // J. Vac. Sci. Technol. A. 1987. V. 5. P. 2507-2511.

454. The effect of wetting on the microhydrodynamics of surfaces lubricated with water and oil / W. Hild etc. // Wear. 2003. V. 254. P. 871-875.

455. The influence of the environment on the friction and wear of graphitic carbons: I. Action of atomic hydrogen / H. Zaidi etc. // Applied Surface Science. 1989. V 40. P. 103-114.

456. The outgassing from TiN and BN films grown on stainless steel by IBAD / K. H. Chung etc. // Vacuum. 1999. V. 53. P. 303-307.

457. The properties of perfluoropolyethers used for space applications : Technical memorandum / NASA ; Head of the project W. R. Jones Jr.; TM-1993-106275. Cleveland, 1993. 16 p.

458. The role of hydrogen on the friction mechanism of diamond-like carbon films / C. Donnet etc. // Tribology letters. 2000. V. 9, No. 3-4. P. 137-142.

459. Thermal desorption of hydrogen from carbon nanosheets / X. Zhao etc. // Journal of Chemical Physics. 2006. V. 124. P. 194704-1 194704-6.

460. Thermal desorption study of selected austenitic stainless steels / J.-P. Bacher etc. //J. Vac. Sci. Technol. A. 2003. V. 21. P. 167-174.

461. Thomas G. J., Drothing W. D. Hydrogen induced lattice expansion in nickel //Metallurgical Transactions. 1983. V. A14. P. 1545-1548.

462. Thomas L. C. Heat transfer professional version. Englewood Cliffs: Prentice Hall, 1993. P. 463-470.

463. Treatment of stainless steel and similar alloys to reduce hydrogen outgassing : Patent 3969151 USA, filed 14.10.1975; issued: 13.07.1976, The Official Gazette of the United States Patent and Trademark Office №31.

464. Tribochemistry in the analytical UHV tribometer / J. M. Martin etc. // Tribology International. 1999. V. 32. P. 617-626.

465. Triboemission as a basic part of the boundary friction regime: A review / C. Kajdas etc. // Lubrication Science. 2002. V. 13. P. 223-254.

466. Triboemission from alumina, single crystal sapphire, and aluminum / G. J. Molina et al. // Wear. 2001. V. 249. P. 214.

467. Tribology of diamond-like carbon films. Fundamentals and applications / Eds. C. Donnet, A. Erdemir. New York: Springer, 2008. 664 p.

468. Tschersich K. G., Niekisch E. A. Outgassing experiments with selected, low-Z materials: Si3N4, BN, BeO // Journal of Nuclear Materials. 1978. V. 76-77. P. 617-618.

469. Two-region model for hydrogen trapping in and release grom graphite // A. A. Haasz etc. // J. Appl. Phys. 1995. V. 77. P. 66-86.

470. Tuzi Y., Takeuchi K., Kurokawa Y. Effect of bake-out on the adsorption kinetics of gases in a vacuum chamber // Vacuum. 1993. V. 44. P. 447-449.

471. Uhlemann M., Pound B. G. Diffusivity, solubility and trapping behavior of hydrogen in alloys 600, 690tt and 800 // Corrosion Science. 1998. V. 40, № 4. P. 645-662.

472. Ueda S., Kamohara H., Ishikawa Y. A performance of molecular beam system equiped with the automatic substrate transport mechanism // J. Vac. Sci. Technol. A 1986. V. 4. P. 602-605.

473. United Performance Metals : Catalogue 2010. URL.: http://www.upmet.com/ (дата обращения : 11.05.2010)

474. Urakaev F. K. Mechanodestruction of minerals at the crack tip (Overview): 1. Experiment // Physics and Chemistry of Minerals. 2007. V.34. P. 351361.

475. Vick B., Furey M. J. A basic theoretical study of the temperature rise in sliding contact with multiple contacts // Tribol. Int. 2001. V. 34. P. 823-829.

476. Walton A. J. Triboluminescence // Advances in Physics. 1977. V. 26, №6. P. 887-948.

477. Wilkens W., Kranz O. The formation of gases due to the sliding friction of teflon on steel in ultrahigh vacuum // Wear. 1970. V. 15, № 3. P.215-227.

478. X-ray diffraction and scanning electron microscopic characterization of electrolytically hydrogenated nickel and palladium / S. S. M. Tavares etc. // Journal of Alloys and Compounds. 2002. V. 347. P. 105-109.

479. Xiukui S., Jian X., Yiyi L. Hydrogen permeation behaviour in austenitic stainless steels // Materials Science and Engineering. 1989. V. Al 14. P. 179-187.

480. Yamanishi T., Kudo H. Adsorption equilibrium of hydrogen isotopes on alumina adsorbents for gas-solid chromatography // Journal of Chromatography. 1989. V. 475. P. 125-134.

481. Zaidi H., Paülmier D., Lepage J. The influence of the environment on the friction and wear of graphitic carbons. II. Gas coverage of wear debris // Applied Surface Science. 1990. V.44. P. 221-233.

482. Zajec B., Nemanic V. Hydrogen bulk states in stainless-steel related to hydrogen release kinetics and associated redistribution phenomena // Vacuum. 2001. V. 61. P. 447-452.