Способ изготовления биметаллической фольги с ферромагнетиком

(51) 23 14/24 (2010.01) 23 14/34 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ одним из металлов которой является железо, никель или кобальт, использующейся в прикладной физике,и может найти применение в машиностроении, при обработке металлов и в других отраслях промышленности. Способ изготовления металлической фольги включает осаждение металла,полученного магнетронным распылением металлической мишени на подготовленную перемещающуюся поверхность подложки, при этом, в качестве материала мишени используют ферромагнетик и распыление ведут из мишени, имеющей локальное уменьшение толщины,соответствующее форме магнетронного разряда, а в качестве подложки используют металлическую фольгу, полученную пластической деформацией, с получением биметаллической фольги. Технический результат изобретения заключается в получении биметаллической фольги с ферромагнетиком.(72) Тулеушев Адил Жианшахович Тулеушев Юрий Жианшахович Володин Валерий Николаевич(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт ядерной физики Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Национальный ядерный центр Республики Казахстан Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФОЛЬГИ С ФЕРРОМАГНЕТИКОМ(57) Изобретение относится к области изготовления самонесущих тонких пленок, в частности, к способам получения биметаллической фольги, 24564 Изобретение относится к области изготовления самонесущих тонких пленок, в частности, к способам получения биметаллической фольги,одним из металлов которой является железо, никель или кобальт, использующейся в прикладной физике,и может найти применение в машиностроении, при обработке металлов и в других отраслях промышленности. Существующая в настоящее время технология изготовления фольги обработкой давлением металла при высокой температуре позволяет получить изделия толщиной до 50 мкм. Получить по данной технологии биметаллическую фольгу с ферромагнетиком не представляется возможным. Известен способ получения тонких самоподдерживающихся пленок (2040589, кл. С 23 С 14/00, 14/24, 1995) для ядерно-физических исследований, включающий химическую очистку подложки, осаждение на подложку термическим испарением в вакууме слоя хлорида натрия и пленки заданного материала и отделение пленки от подложки, в котором перед осаждением слоя хлорида натрия осуществляют очистку подложки в тлеющем разряде,испарение материала осуществляют в импульсном режиме, длительность импульсов и промежуток между ними поддерживают равными 3-4 с и 8-10 с, осаждение пленки осуществляют со скоростью 2,0-9,57, мкг см-2 с-1 . Очистку в тлеющем разряде осуществляют в вакууме 0,133-0,266 Па при напряжении 1-3 кВ в течение 3-5 мин. Недостатком способа является невозможность получения биметаллической фольги с ферромагнетиком,вследствие высокой температуры испарения металла. Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является Способ получения металлической фольги (2188876,кл. С 23 С 14/35, В 21 33/00, 2002), включающий нанесение на подготовленную поверхность подложки подслоя, препятствующего диффузии материала фольги в подложку, последующее осаждение материала фольги,полученного магнетронным распылением мишени, путем повторяющихся перемещений поверхности подложки и/или, по меньшей мере, одного потока плазмы относительно друг друга со скоростью,обеспечивающей ориентированный рост кристаллов материала слоя, и отделение фольги от подложки. Способ не позволяет распылять мишени из железа, никеля и кобальта вследствие того, что данные металлы, являясь ферромагнетиками, не дают выхода силовым линиям магнитного поля над поверхностью мишени и, вследствие этого,блокируют образование магнетронного разряда, что делает невозможным образование покрытий из этих металлов. Кроме того, способ не предусматривает получение биметаллической фольги. Задачей и техническим результатом изобретения является получение биметаллической фольги с ферромагнетиком. Указанный результат достигается в предлагаемом способе изготовления металлической фольги,включающем осаждение металла,2 полученного магнетронным распылением металлической мишени на подготовленную перемещающуюся поверхность подложки, в котором в качестве материала мишени используют ферромагнетик и распыление ведут из мишени,имеющей локальное уменьшение толщины,соответствующее форме магнетронного разряда, а в качестве подложки используют металлическую фольгу, полученную пластической деформацией, с получением биметаллической фольги. Использование мишени из ферромагнетика с локальным уменьшением толщины,соответствующим форме магнетронного разряда,позволяет вывести силовые линии магнитного поля над поверхностью мишени в местах малой толщины, что, в сочетании с перекрещивающимися силовыми линиями электрического поля, дает возможность образования магнетронного разряда,его удержания и распыления мишени из ферромагнетика. Распыление мишени из ферромагнетика на подложку из металлической фольги, полученной пластической деформацией, позволяет получить биметаллическую фольгу. Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить биметаллическую фольгу с ферромагнетиком,о чем свидетельствуют приведенные ниже результаты испытания технологии, выполненные на ионно-плазменной установке, снабженной магнетронами постоянного тока и устройством для перемещения фольги,используемой в качестве подложки для распыленного ферромагнетика, системой глубокой очистки, регулировки и стабилизации подачи инертного газа. Пример 1. При получении биметаллической фольги кобальта на медной полированной фольге,толщиной 14 мкм, полученной пластической деформацией, для распыления использовали мишень 1 из кобальта (фиг.1) с локальным уменьшением толщины - кольцевой проточкой 2,соответствующей форме магнетронного разряда 3. Мишень 1 является катодом и отделена от магнитной системы 4 немагнитной мембраной 5. При этом силовые линии магнитного поля 6 выходят над поверхностью мишени 1 в области локального уменьшения толщины. При подаче электрической мощности на электроды возникает электрическое поле, силовые линии 7 которого,скрещиваются в области локального уменьшения толщины мишени 1, происходит организация магнетронного разряда 3, имеющего форму тора и удерживающегося в области локального уменьшения толщины - кольцевой проточки 2. В результате ионы плазмы бомбардируют мишень из кобальта и распыляют его. Распыленный кобальт осаждали на медную фольгу, перемещающуюся относительно потока кобальтсодержащей плазмы,от катода к аноду. В результате осаждения распыленного кобальта в течение 2 часов при мощности, подводимой к планарному магнетрону постоянного тока 150 Вт, на медной фольге получен слой кобальта толщиной 300 нм, что представляло собой биметаллическую медно-кобальтовую фольгу. Пример 2. При получении биметаллической фольги никеля на алюминиевой фольге, толщиной 10 мкм, полученной пластической деформацией, для распыления использовали мишень из никеля с кольцевой проточкой, в результате организации распыления, как в примере 1 с тороидальной формой магнетронного разряда осаждали распыленный никель на алюминиевую фольгу в течение 2,5 часов при мощности, подводимой на распыление 220 Вт. В результате осаждения распыленного никеля на алюминиевой фольге получен слой никеля толщиной 500 нм, что представляло собой биметаллическую алюминий никелевую фольгу. Пример 3. При получении биметаллической фольги железа на титановой фольге, толщиной 5 мкм, полученной пластической деформацией, для распыления использовали мишень в виде полосы из железа с локальным уменьшением толщины в виде желоба, что соответствовало форме разряда полосового магнетрона. Организация магнетронного разряда и процесс распыления мишени аналогичен таковому при тороидальной форме разряда. При мощности распыления 220 Вт в течение 2,5 часов на титановой фольге получен слой железа толщиной 400 нм, что представляло собой железо-титановую биметаллическую фольгу. Таким образом, приведенные примеры и,изложенные в них результаты, свидетельствуют о достижении технического результата изобретения получении биметаллической фольги с ферромагнетиками. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ изготовления биметаллической фольги,включающий осаждение металла, полученного магнетронным распылением металлической мишени на подготовленную перемещающуюся поверхность подложки, отличающийся тем, что в качестве материала мишени используют ферромагнетик и распыление ведут из мишени, имеющей локальное уменьшение толщины, соответствующее форме магнетронного разряда, а в качестве подложки используют металлическую фольгу, полученную пластической деформацией,с получением биметаллической фольги.