Nr. 1 Prinsipe fan hege-krêft pulsearre magnetron-sputtering
De technyk foar pulsearre magnetronsputtering mei hege fermogen brûkt in hege pykpulskrêft (2-3 oarders fan grutte heger as konvinsjonele magnetronsputtering) en in lege pulsduty cycle (0,5%-10%) om hege metaaldissosiaasjesnelheden (>50%) te berikken, wat ôflaat is fan 'e magnetronsputterkarakteristiken, lykas te sjen is yn ôfbylding 1, wêrby't de pykdoelstroomtichtens I evenredich is mei de eksponensjele n-de macht fan 'e ûntladingsspanning U, I = kUn (n is in konstante dy't relatearre is oan 'e katodestruktuer, it magnetyske fjild en it materiaal). By legere krêftdichtheden (lege spanning) leit de n-wearde meastal yn it berik fan 5 oant 15; mei de tanimmende ûntladingsspanning nimme de stroomtichtens en krêfttichtens rap ta, en by hege spanning wurdt de n-wearde 1 fanwegen it ferlies fan magnetyske fjildbeheining. As by lege krêftdichtheden de gasûntlading bepaald wurdt troch gasionen dy't yn 'e normale pulsearre ûntladingsmodus binne; as by hege krêftdichtheden it oandiel metaalioanen yn it plasma tanimt en guon materialen wikselje, dat is yn 'e selssputtermodus, d.w.s. it plasma wurdt ûnderhâlden troch de ionisaasje fan sputterde neutrale dieltsjes en sekundêre metaalioanen, en inerte gasatomen lykas Ar wurde allinich brûkt om it plasma te ûntstekken, wêrnei't de sputterde metaaldieltsjes tichtby it doel ionisearre wurde en werom fersneld wurde om it sputterde doel te bombardearjen ûnder de aksje fan magnetyske en elektryske fjilden om de hege stroomûntlading te behâlden, en it plasma is heech ionisearre metaaldieltsjes. Troch it sputterproses fan it ferwaarmingseffekt op it doel, om de stabile wurking fan it doel yn yndustriële tapassingen te garandearjen, kin de krêftdichtheid dy't direkt op it doel tapast wurdt net te grut wêze, oer it algemien moat de termyske geliedingsfermogen fan it doelmateriaal yn it gefal fan direkte wetterkuolling 25 W/cm2 leger wêze, yndirekte wetterkuolling, is de termyske geliedingsfermogen fan it doelmateriaal min, doelmateriaal feroarsake troch fragmintaasje troch termyske stress of doelmateriaal befettet legearingskomponinten en oare gefallen kin de krêftdichtheid mar 2 ~ 15 W/cm2 leger wêze, fier ûnder de easken fan hege krêftdichtheid. It probleem fan oerferhitting fan it doel kin oplost wurde troch heul smelle hege krêftpulsen te brûken. Anders definiearret hege-krêft pulsearre magnetronsputtering as in soarte pulsearre sputtering wêrby't de peakkrêftdichtheid de gemiddelde krêftdichtheid mei 2 oant 3 oarders fan grutte grutter is, en de doelionsputtering it sputterproses domineart, en de doelsputteratomen binne tige dissosiearre.
Nr. 2 De skaaimerken fan hege-krêft pulsearre magnetron sputtering coating deposition
Heechkrêftige pulsearre magnetronsputtering kin plasma produsearje mei in hege dissosiaasjesnelheid en hege ionenerzjy, en kin biasdruk tapasse om de laden ionen te fersnellen, en it proses fan coatingôfsetting wurdt bombardearre troch heechenerzjypartikels, wat in typyske IPVD-technology is. De ionenerzjy en -ferdieling hawwe in tige wichtige ynfloed op 'e kwaliteit en prestaasjes fan' e coating.
Oer IPVD, basearre op it ferneamde Thorton-strukturele regiomodel, stelde Anders in struktureel regiomodel foar dat plasma-ôfsetting en ion-etsing omfettet, útwreide de relaasje tusken coatingstruktuer en temperatuer en loftdruk yn it Thorton-strukturele regiomodel nei de relaasje tusken coatingstruktuer, temperatuer en ion-enerzjy, lykas werjûn yn ôfbylding 2. Yn it gefal fan in coating mei lege enerzjy-ion-ôfsetting komt de coatingstruktuer oerien mei it Thorton-struktuersônemodel. Mei de tanimming fan 'e ôfsettingstemperatuer nimt de oergong fan regio 1 (losse poreuze fezelkristallen) nei regio T (dichte fezelkristallen), regio 2 (kolomfoarmige kristallen) en regio 3 (herkristallisaasjeregio) ôf; mei de tanimming fan 'e ôfsettings-ion-enerzjy nimt de oergongstemperatuer fan regio 1 nei regio T, regio 2 en regio 3 ôf. De hege-tichtens fezelkristallen en kolomfoarmige kristallen kinne by lege temperatuer taret wurde. As de enerzjy fan ôfsette ioanen tanimt nei de oarder fan 1-10 eV, wurdt it bombardemint en etsen fan ioanen op it ôfsette coatingoerflak ferbettere en wurdt de dikte fan coatings fergrutte.
Nr. 3 Tarieding fan hurde coatinglaach troch hege-krêft pulsed magnetron sputtertechnology
De coating dy't taret wurdt troch hege-krêft pulsearre magnetron-sputtertechnology is tichter, mei bettere meganyske eigenskippen en hege temperatuerstabiliteit. Lykas te sjen is yn ôfbylding 3, is de konvinsjonele magnetron-sputterde TiAlN-coating in kolomfoarmige kristalstruktuer mei in hurdens fan 30 GPa en in Young's modulus fan 460 GPa; de HIPIMS-TiAlN-coating hat in hurdens fan 34 GPa, wylst de Young's modulus 377 GPa is; de ferhâlding tusken hurdens en Young's modulus is in mjitte fan 'e taaiens fan' e coating. Hegere hurdens en lytsere Young's modulus betsjutte bettere taaiens. De HIPIMS-TiAlN-coating hat bettere hege temperatuerstabiliteit, wêrby't de hexagonale AlN-faze delslach yn 'e konvinsjonele TiAlN-coating nei hege temperatuergloeibehanneling by 1.000 °C foar 4 oeren. De hurdens fan 'e coating nimt ôf by hege temperatuer, wylst de HIPIMS-TiAlN-coating net feroaret nei waarmtebehanneling by deselde temperatuer en tiid. HIPIMS-TiAlN-coating hat ek in hegere oansettemperatuer fan hege-temperatuer-oksidaasje as konvinsjonele coating. Dêrom toant de HIPIMS-TiAlN-coating folle bettere prestaasjes yn hege-snelheids snijgereedschap as oare coated ark dy't taret binne troch it PVD-proses.
Pleatsingstiid: 8 novimber 2022