№1 Yüksək güclü impulslu maqnetron püskürtmə prinsipi
Yüksək güclü impulslu maqnetron püskürtmə texnikası yüksək pik impuls gücündən (adi maqnitron püskürtmə ilə müqayisədə 2-3 dəfə yüksəkdir) və aşağı impuls iş dövründən (0,5%-10%) istifadə edir ki, bu da yüksək metal dissosiasiya dərəcələrinə (>50%) nail olur. boşalma gərginliyinin eksponensial n-ci gücü U, I = kUn (n katod quruluşu, maqnit sahəsi və materialla əlaqəli sabitdir). Daha aşağı güc sıxlıqlarında (aşağı gərginlik) n dəyəri adətən 5 ilə 15 aralığında olur; artan boşalma gərginliyi ilə cərəyan sıxlığı və güc sıxlığı sürətlə artır və yüksək gərginlikdə n dəyəri maqnit sahəsinin məhdudlaşdırılması itkisi səbəbindən 1 olur. Aşağı güc sıxlıqlarında qaz boşalması normal impulslu boşalma rejimində olan qaz ionları ilə müəyyən edilir; yüksək güc sıxlıqlarında plazmadakı metal ionlarının nisbəti artırsa və bəzi materiallar öz-özünə püskürən rejimə keçərsə, yəni plazma püskürən neytral hissəciklərin və ikincil metal ionlarının ionlaşması ilə saxlanılırsa və Ar kimi inert qaz atomları yalnız plazmanı alovlandırmaq üçün istifadə olunur, bundan sonra metallaşmış hissəciklər sıçrayışa çevrilir. yüksək cərəyan boşalmasını saxlamaq üçün maqnit və elektrik sahələrinin təsiri altında püskürən hədəfi bombalayın və plazma yüksək ionlaşmış metal hissəciklərdir. Hədəf üzərində istilik təsirinin püskürtmə prosesi səbəbindən, sənaye tətbiqlərində hədəfin sabit işləməsini təmin etmək üçün, hədəfə birbaşa tətbiq olunan güc sıxlığı çox böyük ola bilməz, ümumiyyətlə birbaşa suyun soyudulması və hədəf materialın istilik keçiriciliyi 25 Vt / sm2 aşağıda olmalıdır, dolayı suyun soyudulması, hədəf materialın istilik keçiriciliyinin zəif olması səbəbindən hədəf materialın aşağı olması, uçucu ərinti komponentləri və güc sıxlığının digər halları yalnız 2 ~ 15 Vt / sm2 aşağıda, yüksək güc sıxlığının tələblərindən çox aşağı ola bilər. Hədəfin həddindən artıq istiləşməsi problemi çox dar yüksək güc impulslarından istifadə etməklə həll edilə bilər. Anders yüksək güclü impulslu maqnetron sıçrayışını bir növ impulslu püskürmə kimi müəyyən edir, burada pik güc sıxlığı orta güc sıxlığını 2-3 bal üstələyir və hədəf ion püskürməsi püskürtmə prosesində üstünlük təşkil edir və hədəf püskürən atomlar yüksək dərəcədə dissosiasiya olunur.
№2 Yüksək güclü impulslu maqnetron püskürtmə örtüyünün çökməsinin xüsusiyyətləri
Yüksək güclü impulslu maqnetron püskürməsi yüksək dissosiasiya dərəcəsi və yüksək ion enerjisi ilə plazma istehsal edə bilər və yüklənmiş ionları sürətləndirmək üçün yan təzyiq tətbiq edə bilər və örtük çökmə prosesi tipik bir IPVD texnologiyası olan yüksək enerjili hissəciklər tərəfindən bombalanır. İon enerjisi və paylanması örtük keyfiyyətinə və performansına çox mühüm təsir göstərir.
IPVD haqqında, məşhur Thorton struktur bölgə modelinə əsaslanaraq, Anders plazma çökməsi və ionların aşındırılmasını ehtiva edən struktur bölgə modeli təklif etdi, Thorton struktur bölgə modelində örtük strukturu ilə temperatur və hava təzyiqi arasındakı əlaqəni Şəkil 2-də göstərildiyi kimi örtük strukturu, temperatur və ion enerjisi arasındakı əlaqəyə qədər genişləndirdi. model. Çökmə temperaturunun artması ilə 1-ci bölgədən (boş məsaməli lif kristalları) T bölgəsinə (sıx lif kristalları), 2-ci bölgəyə (sütunlu kristallar) və 3-cü bölgəyə (yenidən kristallaşma bölgəsi) keçid; çökmə ion enerjisinin artması ilə 1-ci bölgədən T bölgəsinə, 2-ci bölgəyə və 3-cü bölgəyə keçid temperaturu azalır. Yüksək sıxlıqlı lif kristalları və sütunlu kristallar aşağı temperaturda hazırlana bilər. Yatırılan ionların enerjisi 1-10 eV-ə qədər artdıqda, çökən örtüklərin səthində ionların bombalanması və aşındırılması güclənir və örtüklərin qalınlığı artır.
№3 Yüksək güclü impulslu maqnitron püskürtmə texnologiyası ilə bərk örtük qatının hazırlanması
Yüksək güclü impulslu maqnetron püskürtmə texnologiyası ilə hazırlanan örtük daha sıxdır, daha yaxşı mexaniki xassələrə və yüksək temperaturda sabitliyə malikdir. Şəkil 3-də göstərildiyi kimi, ənənəvi maqnetron püskürən TiAlN örtüyü 30 GPa sərtliyə və 460 GPa Young moduluna malik sütunvari kristal quruluşdur; HIPIMS-TiAlN örtüyünün sərtliyi 34 GPa, Young modulu isə 377 GPa; sərtlik və Young modulu arasındakı nisbət örtüyün sərtliyinin ölçüsüdür. Daha yüksək sərtlik və daha kiçik Young modulu daha yaxşı möhkəmlik deməkdir. HIPIMS-TiAlN örtüyü daha yüksək temperaturda dayanıqlığa malikdir, AlN altıbucaqlı fazası 1000 °C-də 4 saat ərzində yüksək temperaturda yumşaldıldıqdan sonra adi TiAlN örtükdə çökür. Yüksək temperaturda örtüyün sərtliyi azalır, HIPIMS-TiAlN örtüyü isə eyni temperaturda və vaxtda istilik müalicəsindən sonra dəyişməz qalır. HIPIMS-TiAlN örtüyü həm də adi örtüklə müqayisədə yüksək temperaturlu oksidləşmənin başlanğıc temperaturuna malikdir. Buna görə də, HIPIMS-TiAlN örtüyü PVD prosesi ilə hazırlanmış digər örtüklü alətlərə nisbətən yüksək sürətli kəsici alətlərdə daha yaxşı performans göstərir.
Göndərmə vaxtı: 08 noyabr 2022-ci il