Оптимизация параметров формирования углеродных покрытий, осажденных из импульсной катодной плазмы

Abstract

В работе выполнена оптимизация режимов формирования углеродных покрытий с использованием генетического алгоритма MOGA модуля DesignXplorer программы ANSYS. Эксперимент по оптимизации проводился с использованием гранецентрированного варианта центрального композиционного плана. В качестве варьируемых факторов использовались напряжение разряда, частота следования импульсов, количество импульсов, которые определяют особенности формирования структуры углеродных покрытий. В качестве откликов использовались толщина, микротвердость, модуль Юнга и показатель преломления осажденных углеродных покрытий. Выполнена оценка влияния параметров нанесения углеродных покрытий на их свойства. Показано, что наибольшее воздействие на выходные параметры оказывает количество импульсов, при этом максимальная относительная погрешность результатов, полученных при использовании алгоритма MOGA, не превысила 13 % при определении характеристик углеродного покрытия. В результате оптимизации установлены режимы осаждения углеродных покрытий с характеристиками, обеспечивающими их эффективное применение для упрочнения рабочих поверхностей и для защиты оптических элементов.