Подробно исследованы [284 — 288] оптические свойства селективных пленок карбидов [ 285] и силицидов [284] металлов, нанесенных методом реактивного распыления с использованием постоянного тока. Изучались также поверхности из карбидов и нитридов металлов, полученные высокочастотным реактивным распылением [290]. Карбиды [291] и силициды [289] металлов являются тугоплавкими материалами с низким парциальным давлением паров, что обеспечивает стабильность селективных поверхностей из этих соединений при высоких температурах.
Рис. 5.6.1. Спектральные зеркальные отражательные способности селективных покрытий трех различных толщин из карбида железа на подложке из массивной меди [288].
Продолжительность распыления: — · — 5 мин: 7 мин; 10 мин.
Пленки карбидов и силицидов железа, вольфрама, хрома и т. п. изготовляли [ 284 - 287] методом реактивного распыления чистых металлов или смеси металлов в атмосфере, состоящей из аргона и 2% метана или силана. Пленки наносили на подложку из массивной меди при давлении 35 Па, напряжении на катоде 1 кВ, плотности тока 20 А/м2 и скорости осаждения 0,04 мкм/мин. Для получения однородных пленок с оптимальной селективностью оптических свойств условия осаждения подбирали таким образом, чтобы при толщине пленки 0,09 мкм слоевое электрическое сопротивление составляло 5-100 кОм/квадрат в пленках из карбидов металлов и 2 - 20 кОм/квадрат в пленках из силицидов. Пленки с более низким или более высоким сопротивлением обладали высокой отражательной способностью в области солнечного спектра, что уменьшало значение их поглощательной способности в этой области. На рис. 5.6.1 представлены спектральные отражательные способности селективной поверхности из карбида железа на подложке из массивной меди. Пленки, нанесенные на стеклянную пластину с подслоем из напыленной меди толщиной 0,2 мкм, обладали несколько более высокой поглощательной способностью в области солнечного спектра, поскольку отражательная способность пленки меди ниже, чем массивной меди. На рис. 5.6.2 показаны спектральные отражательные способности трех пленок из силицида железа со слоевым электрическим сопротивлением 10 - 20 кОм/квадрат, нанесенных на подложку из массивной меди. Оптимальные значения поглощательной способности относительно солнечного излучения и степени черноты при комнатной температуре, равные 0,78 и 0,025 соответственно, имеет пленка из силицида железа толщиной 0,9 мкм, полученная методом распыления.
Таблица 5.6.1. Поглощательная способность относительно солнечного излучения и степень черноты пленок силицидов и карбидов металлов на подложках из массивной и напыленной меди
Продолжение табл. 5.6.1.
Рис. 5.6.2. Спектральные зеркальные отражательные способности пленок силицида железа на подложке из массивной меди [284].
1 -термообработка в течение 400 ч при температуре 400°С; 2 —.термообработка в течение 250 ч при 400°С; 3 - до термообработки.
Пленки из карбида и силицида железа, нанесенные на массивную медь и напыленную медную пленку, были подвергнуты термообработке при 400 и 250°С. В табл. 5.6.1 представлены значения поглощательной способности относительно солнечного излучения и степени черноты этих пленок [284, 285]. Пленки, нанесенные на массивную медь и на напыленные медные пленки, старели по-разному. После термообработки в течение 250 ч при температуре 250°С никаких изменений в покрытиях на массивной меди не наблюдалось, в то время как покрытия на напыленных медных пленках несколько ухудшились.
В работе [285] сообщается о возможности повышения поглощательной способности относительно солнечного излучения путем создания многослойного покрытия из пленок чистых металлов и карбидов металлов. Поглощательную способность в области солнечного спектра, равную 0,90, удалось получить при последовательном нанесении пленок металла толщиной 0,05 мкм и карбида металла толщиной 0,06 мкм. Было отмечено [ 292], что соотношение хром - кислород в пленке окисла хрома изменяется от высоких значений у границы раздела металлическая подложка - пленка окисла хрома до низких значений у поверхности пленки окисла хрома. Это изменение обусловливает высокую поглощательную способность покрытий из черного хрома, изготовленных методом электрохимического осаждения. Высокую поглощательную способность удалось получить [293] при напылении на подложку из никеля пленки окисла хрома, обогащенной хромом, с последующим нанесением на нее пленки Сr2Oз . Были изготовлены многослойные покрытия из пленок силицидов железа и титана [284]. Поглощательная способность относительно солнечного излучения и степень черноты при комнатной температуре этих пленок составляли 0,89 - 0,93 и 0,03 - 0,04 соответственно. Такие пленки несколько менее стабильны при повышенной температуре из-за диффузии между слоями.
