Prensip nimewo 1 nan pulverizasyon mayetron pulsasyon gwo pouvwa
Teknik pulverizasyon mayetron pulsasyon gwo puisans lan itilize yon pik puisans pulsasyon ki wo (2-3 lòd mayitid pi wo pase pulverizasyon mayetron konvansyonèl la) ak yon sik devwa pulsasyon ki ba (0.5%-10%) pou reyalize gwo to disosyasyon metal (>50%), ki sòti nan karakteristik pulverizasyon mayetron yo, jan yo montre nan Figi 1, kote dansite kouran sib pik I a pwopòsyonèl ak eksponansyèl nyèm puisans vòltaj egzeyat U a, I = kUn (n se yon konstan ki gen rapò ak estrikti katod la, chan mayetik la ak materyèl la). Nan dansite puisans ki pi ba (vòltaj ki ba), valè n lan anjeneral nan seri 5 a 15; avèk ogmantasyon vòltaj egzeyat la, dansite kouran an ak dansite puisans lan ogmante rapidman, epi nan vòltaj ki wo, valè n lan vin 1 akòz pèt konfinman chan mayetik la. Si nan dansite puisans ki ba, egzeyat gaz la detèmine pa iyon gaz ki nan mòd egzeyat pulsasyon nòmal la; Si nan dansite pouvwa ki wo, pwopòsyon iyon metal nan plasma a ogmante epi kèk materyèl chanje, sa vle di nan mòd oto-pulverizasyon an, sa vle di Plasma a kenbe pa iyonizasyon patikil net pulverizasyon ak iyon metal segondè, epi atòm gaz inaktif tankou Ar yo itilize sèlman pou limen plasma a, apre sa patikil metal pulverizasyon yo iyonize toupre sib la epi akselere tounen pou bonbade sib pulverizasyon an anba aksyon chan mayetik ak elektrik pou kenbe gwo egzeyat aktyèl la, epi plasma a se patikil metal trè iyonize. Akòz pwosesis pulverizasyon an ki chofe sib la, pou asire operasyon sib la ki estab nan aplikasyon endistriyèl yo, dansite puisans ki aplike dirèkteman sou sib la pa dwe twò gwo. Anjeneral, refwadisman dirèk ak dlo ak konduktivite tèmik materyèl sib la ta dwe 25 W/cm2 anba a. Refwadisman endirèk ak dlo, konduktivite tèmik materyèl sib la pòv, materyèl sib la ki koze pa fragmentasyon akòz estrès tèmik oswa materyèl sib la gen konpozan alyaj ki ba-temèt ak lòt ka dansite puisans lan ka sèlman 2 ~ 15 W/cm2 anba a, byen lwen anba egzijans dansite puisans ki wo. Pwoblèm surchof sib la ka rezoud lè l sèvi avèk pulsasyon puisans ki wo trè etwat. Anders defini pulverizasyon mayetron pulsasyon gwo puisans kòm yon kalite pulverizasyon pulsasyon kote dansite puisans pik la depase dansite puisans mwayèn nan pa 2 a 3 lòd mayitid, epi pulverizasyon iyon sib la domine pwosesis pulverizasyon an, epi atòm pulverizasyon sib yo trè disosye.
No.2 Karakteristik depo kouch pulverizasyon mayetron pulsasyon gwo pouvwa
Pulverizasyon mayetron pulsasyon gwo puisans ka pwodui plasma ki gen yon gwo to disosyasyon ak yon gwo enèji iyon, epi li ka aplike yon presyon polarizasyon pou akselere iyon chaje yo, epi pwosesis depo kouch la bonbade pa patikil ki gen anpil enèji, ki se yon teknoloji IPVD tipik. Enèji ak distribisyon iyon yo gen yon enpak trè enpòtan sou kalite ak pèfòmans kouch la.
Konsènan IPVD, ki baze sou modèl rejyon estriktirèl Thorton ki pi popilè a, Anders te pwopoze yon modèl rejyon estriktirèl ki gen ladan depo plasma ak grave iyon, li te pwolonje relasyon ki genyen ant estrikti kouch la ak tanperati ak presyon lè nan modèl rejyon estriktirèl Thorton an pou l rive nan relasyon ki genyen ant estrikti kouch la, tanperati a ak enèji iyon an, jan yo montre nan Figi 2. Nan ka kouch depo iyon ki gen ba enèji, estrikti kouch la konfòm ak modèl zòn estrikti Thorton an. Avèk ogmantasyon tanperati depo a, tranzisyon soti nan rejyon 1 (kristal fib pore ki lach) nan rejyon T (kristal fib dans), rejyon 2 (kristal kolòn) ak rejyon 3 (rejyon rekristalizasyon); avèk ogmantasyon enèji iyon depo a, tanperati tranzisyon soti nan rejyon 1 nan rejyon T, rejyon 2 ak rejyon 3 diminye. Kristal fib ki gen gwo dansite yo ak kristal kolòn yo ka prepare nan tanperati ki ba. Lè enèji iyon depoze yo ogmante rive nan lòd 1-10 eV, bonbadman ak grave iyon yo sou sifas kouch depoze yo ogmante epi epesè kouch yo ogmante.
No.3 Preparasyon kouch di a pa teknoloji pulverizasyon mayetron pulsasyon gwo puisans
Kouch ki prepare pa teknoloji pulverizasyon mayetron pulsasyon gwo puisans lan pi dans, li gen pi bon pwopriyete mekanik ak estabilite tanperati ki wo. Jan yo montre nan Figi 3, kouch TiAlN pulverizasyon mayetron konvansyonèl la se yon estrikti kristal kolòn ak yon dite 30 GPa ak yon modil Young 460 GPa; kouch HIPIMS-TiAlN lan gen yon dite 34 GPa pandan ke modil Young lan se 377 GPa; rapò ki genyen ant dite ak modil Young lan se yon mezi rezistans kouch la. Yon dite ki pi wo ak yon modil Young ki pi piti vle di yon pi bon rezistans. Kouch HIPIMS-TiAlN lan gen pi bon estabilite tanperati ki wo, ak faz egzagonal AlN presipite nan kouch TiAlN konvansyonèl la apre tretman rekui tanperati ki wo a 1,000 °C pandan 4 èdtan. Dite kouch la diminye nan tanperati ki wo, pandan ke kouch HIPIMS-TiAlN lan rete san chanjman apre tretman chalè a nan menm tanperati a ak tan an. Kouch HIPIMS-TiAlN lan gen yon tanperati kòmansman oksidasyon nan tanperati ki wo ki pi wo pase kouch konvansyonèl yo. Se poutèt sa, kouch HIPIMS-TiAlN lan montre pi bon pèfòmans nan zouti koupe gwo vitès pase lòt zouti kouvri ki prepare pa pwosesis PVD.
Dat piblikasyon: 8 novanm 2022