№1 Yüksək güclü impulslu maqnetron püskürtmə prinsipi
Yüksək güclü impulslu maqnetron püskürtmə texnikası yüksək metal dissosiasiya dərəcələrinə (>50%) nail olmaq üçün yüksək pik impuls gücündən (adi maqnetron püskürtmə ilə müqayisədə 2-3 dəfə yüksək) və aşağı impuls iş dövründən (0,5%-10%) istifadə edir. Şəkil 1-də göstərildiyi kimi maqnetron püskürtmə xüsusiyyətlərindən əldə edilir, burada hədəf cərəyanının pik sıxlığı I boşalma gərginliyinin eksponensial n-ci gücünə mütənasibdir U, I = kUn (n katod quruluşu, maqnit sahəsi ilə əlaqəli sabitdir. və material).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 plazmada metal ionlarının nisbəti artırsa və bəzi materiallar öz-özünə püskürən rejimdə keçərsə, yəni plazma püskürən neytral hissəciklərin və ikincil metal ionlarının və inert qaz atomlarının ionlaşması ilə saxlanılır. Ar kimi yalnız plazmanı alovlandırmaq üçün istifadə olunur, bundan sonra püskürən metal hissəcikləri hədəfin yaxınlığında ionlaşır və yüksək cərəyan boşalmasını saxlamaq üçün maqnit və elektrik sahələrinin təsiri altında püskürən hədəfi bombalamaq üçün geri sürətlənir və plazma yüksək ionlaşmış metal hissəcikləri.Sənaye tətbiqlərində hədəfin sabit işləməsini təmin etmək üçün hədəfə istilik təsirinin püskürtmə prosesi səbəbiylə, 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 su ilə soyudulur, hədəf materialın istilik keçiriciliyi zəifdir, istilik stressi səbəbindən parçalanma nəticəsində yaranan hədəf material və ya hədəf material aşağı uçucu ərinti komponentləri ehtiva edir və digər güc sıxlığı halları yalnız 2 ~ 15 Vt / sm2 aşağıda, yüksək güc sıxlığının tələblərindən xeyli aşağıdır.Hədəfin həddindən artıq istiləşməsi problemi çox dar yüksək güc impulslarından istifadə etməklə həll edilə bilər.Anders yüksək güclü impulslu maqnetron sıçrayışını bir növ impulslu püskürtmə kimi təyin 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 ion aşındırmasını ehtiva edən struktur bölgə modelini təklif etdi, örtük strukturu ilə Thorton struktur bölgə modelində temperatur və hava təzyiqi arasındakı əlaqəni örtük strukturu arasındakı əlaqəyə qədər genişləndirdi, Temperatur və ion enerjisi, Şəkil 2-də göstərildiyi kimi. Aşağı enerjili ion çökdürmə örtüyü vəziyyətində örtük strukturu Thorton struktur zonası modelinə uyğundur.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