Συμβατικές τεχνικές για την εναπόθεση σκληρών επιστρώσεων

1. Θερμική τεχνολογία καρδιαγγειακής νόσου (CVD)

Οι σκληρές επιστρώσεις είναι κυρίως μεταλλοκεραμικές επιστρώσεις (TiN, κ.λπ.), οι οποίες σχηματίζονται από την αντίδραση μετάλλου στην επικάλυψη και την αντιδραστική αεριοποίηση. Αρχικά, η τεχνολογία θερμικής CVD χρησιμοποιήθηκε για να παρέχει την ενέργεια ενεργοποίησης της συνδυαστικής αντίδρασης με θερμική ενέργεια σε υψηλή θερμοκρασία 1000 ℃. Αυτή η θερμοκρασία είναι κατάλληλη μόνο για την εναπόθεση TiN και άλλων σκληρών επιστρώσεων σε εργαλεία από τσιμεντωμένο καρβίδιο. Μέχρι στιγμής, εξακολουθεί να αποτελεί μια σημαντική τεχνολογία για την εναπόθεση σύνθετων επιστρώσεων TiN-Al2O3 σε κεφαλές εργαλείων από τσιμεντωμένο καρβίδιο.

1. Επίστρωση ιόντων κοίλης καθόδου και επίστρωση ιόντων θερμού τόξου σύρματος

Τη δεκαετία του 1980, χρησιμοποιήθηκαν ιοντική επίστρωση κοίλης καθόδου και ιοντική επίστρωση θερμού σύρματος με τόξο για την εναπόθεση επικαλυμμένων εργαλείων κοπής. Και οι δύο αυτές τεχνολογίες ιοντικής επίστρωσης είναι τεχνολογίες ιοντικής επίστρωσης με εκκένωση τόξου, με ποσοστό ιονισμού μετάλλου έως και 20%~40%.

1. Επίστρωση ιόντων καθοδικού τόξου

Η εμφάνιση της καθοδικής ιοντικής επίστρωσης τόξου οδήγησε στην ανάπτυξη της τεχνολογίας εναπόθεσης σκληρών επιστρώσεων σε καλούπια. Ο ρυθμός ιονισμού της καθοδικής ιοντικής επίστρωσης τόξου είναι 60%~90%, επιτρέποντας σε μεγάλο αριθμό μεταλλικών ιόντων και ιόντων αερίου αντίδρασης να φτάσουν στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας και να διατηρήσουν υψηλή δραστικότητα, με αποτέλεσμα την εναπόθεση αντίδρασης και τον σχηματισμό σκληρών επιστρώσεων όπως το TiN. Προς το παρόν, η τεχνολογία καθοδικής ιοντικής επίστρωσης τόξου χρησιμοποιείται κυρίως για την εναπόθεση σκληρών επιστρώσεων σε καλούπια.

Η πηγή καθοδικού τόξου είναι μια πηγή εξάτμισης στερεάς κατάστασης χωρίς σταθερή δεξαμενή τηγμένου υλικού, και η θέση της πηγής τόξου μπορεί να τοποθετηθεί αυθαίρετα, βελτιώνοντας τον ρυθμό αξιοποίησης του χώρου επικάλυψης και αυξάνοντας την ικανότητα φόρτωσης του κλιβάνου. Τα σχήματα των πηγών καθοδικού τόξου περιλαμβάνουν μικρές κυκλικές πηγές καθοδικού τόξου, πηγές τόξου σε σχήμα στήλης και ορθογώνιες επίπεδες πηγές μεγάλου τόξου. Διαφορετικά εξαρτήματα πηγών μικρού τόξου, πηγών τόξου σε σχήμα στήλης και πηγών μεγάλου τόξου μπορούν να τοποθετηθούν ξεχωριστά για την εναπόθεση πολυστρωματικών μεμβρανών και νανο-πολυστρωματικών μεμβρανών. Εν τω μεταξύ, λόγω του υψηλού ρυθμού ιονισμού μετάλλων της καθοδικής επικάλυψης ιόντων τόξου, τα μεταλλικά ιόντα μπορούν να απορροφήσουν περισσότερα αέρια αντίδρασης, με αποτέλεσμα ένα ευρύ φάσμα διεργασιών και απλή λειτουργία για την απόκτηση εξαιρετικών σκληρών επικαλύψεων. Ωστόσο, υπάρχουν χονδροειδή σταγονίδια στη μικροδομή του στρώματος επικάλυψης που λαμβάνεται με καθοδική επικάλυψη ιόντων τόξου. Τα τελευταία χρόνια, έχουν εμφανιστεί πολλές νέες τεχνολογίες για τη βελτίωση της δομής του στρώματος μεμβράνης, γεγονός που έχει βελτιώσει την ποιότητα της μεμβράνης επικάλυψης ιόντων τόξου.