N'ihe gbasara ikuku ọkụ (PVD), njupụta ihe nkiri bụ otu n'ime ihe ndị bụ isi na-egosi arụmọrụ nke ihe mkpuchi, ihe anya, eletriki, na ihe mgbochi nchara. Maka mkpuchi siri ike, ihe nkiri ịchọ mma, ihe mkpuchi anya, na ihe nkiri dị gịrịgịrị na-arụ ọrụ, a na-ejikọkarị obere ihe owuwu dị arọ na njikọta ka mma, ike dị elu, obere porosity, na mma iguzogide iyi na mmebi gburugburu ebe obibi.
Agbanyeghị, a naghị ekpebi njupụta nke fim site na mmụba ike itinye ihe ma ọ bụ ọnụego itinye ihe. N'isi ya, ọ nwere njikọ chiri anya na njupụta ike e nyere ihe nkiri ahụ na-eto eto, nke na-achịkwa ngagharị elu, mgbasa adatom, omume nucleation, uto ọka, na mgbanwe ntụpọ n'oge itinye ihe.
Ya mere, nghọta nke mmekọrịta dị n'etiti ntinye ike, ogbunigwe ion, okpomọkụ substrate, na obere nhazi ihe nkiri dị oke mkpa maka imeziwanye usoro PVD.
1. Kedu ihe bụ njupụta ike na PVD?
Na PVD, okwu ahụ bụ njupụta ike na-akọwakarị oke ike e zigara na substrate ma ọ bụ ihe nkiri na-eto eto kwa mpaghara otu na n'ime oge usoro enyere. Na injinịa usoro bara uru, ọ na-ejikọta ya na paramita dịka ike ion, flux ion, substrate bias, plasma density, discharge power, deposition rate, na substrate temperature.
Maka usoro PVD e tinyere ionized, ọkachasị cathodic arc deposition na magnetron sputtering dị elu, ihe nkiri na-eto eto na-apụta ọ bụghị naanị nye ụdị deposition na-anọpụ iche kamakwa nye ion ndị nwere ike. Mgbe etinyere substrate kwesịrị ekwesị, a na-eme ngwa ngwa ion ndị a gaa n'elu substrate, na-ebufe ike na fim ahụ na-eto eto.
Ntinye ike a na-emetụta ngagharị nke atọm na ion ndị e tinyere n'elu. Ike zuru oke na-enye adatom ohere imeri ihe mgbochi mgbasa mpaghara, ịkwaga n'ọnọdụ dị mma, ma jupụta oghere ndị dị obere n'ime ihe nkiri ahụ na-etolite. N'ihi ya, ihe nkiri ahụ nwere ike ịgbanwe site na ihe owuwu dị obere ruo na obere ihe owuwu dị nkọ.
Ya mere, a ga-ewere njupụta ike dị ka ihe dị mkpa n'etiti paramita usoro PVD na nhazi ihe nkiri ikpeazụ.
2. Ihe Mere Ntinye Ike Ji Achọpụta Njupụta Ihe Nkiri
N'oge mbụ nke ntinye, atọm ma ọ bụ ion ndị na-abata na substrate ahụ anaghị emepụta oyi akwa dị mkpụmkpụ ozugbo. Ha na-agbakọta n'elu, na-akwaga, ma jiri nwayọọ nwayọọ na-etolite agwaetiti ndị na-emesịa jikọta onwe ha ka ha bụrụ ihe nkiri na-aga n'ihu.
Ọ bụrụ na ụdị ndị na-abata enweghị ike kinetic zuru oke, mmegharị elu ha nwere oke. Ha nwere ike ịnọ nso ebe ha na-ada, nke na-ebute mgbasa elu na-ezughị ezu na ịmepụta oghere ndị na-adịghị ahụkebe. Ka ihe ndị a na-etinye na-aga n'ihu, oghere ndị a nwere ike ịghọ obere nhazi kọlụm na nke nwere oghere dị larịị.
Ihe a dị oke mkpa n'usoro nchekwa okpomọkụ dị ala ma ọ bụ sistemụ na-arụ ọrụ na-enweghị oke bọmbụ ion.
Mgbe ike e tinyere na fim ahụ na-eto eto ruru ọkwa kwesịrị ekwesị, mgbasa elu na-arụ ọrụ nke ọma. Ụdị ndị e tinyere n'ime ala nwere ike ịkwaga n'elu ma nọrọ n'ọnọdụ ike dị ala, ebe bọmbụ ion nwere ike ịkwalite nhazi atọm, mbelata ntụpọ, na mmechi oghere. Ihe nkiri a na-esi na ya apụta na-egosipụta ọdịdị dị nkọ na njikọ siri ike karịa.
Site n'echiche nke ihe owuwu dị n'ime obere ihe, ebumnuche abụghị naanị "ịbawanye ike," kama ọ bụ ịmepụta oke ike kwesịrị ekwesị n'oge uto ihe nkiri.
3. Ọrụ nke Bias nke Substrate
N'etiti paramita usoro PVD dị, voltaji bias substrate bụ otu n'ime ụzọ kachasị kpọmkwem maka ijikwa ike bọmbụ ion.
Itinye echiche na-adịghị mma n'elu ihe mkpuchi ahụ na-emepụta ike eletrik nke na-eme ka ion ndị a na-agba ọkụ dịkwuo ngwa ngwa n'elu ihe mkpuchi ahụ. Ịbawanye oke nke echiche ahụ na-emekarị ka ike mmetụta ion dịkwuo elu, nke nwere ike ime ka ọrụ elu na njupụta ihe nkiri dịkwuo mma.
Dịka ọmụmaatụ, n'itinye TiN, CrN, TiAlN, DLC, na mkpuchi ndị ọzọ dị mkpa, ọnọdụ ịkpa ókè kwesịrị ekwesị nwere ike ime ka njupụta ihe nkiri, ike, njikọta, na iguzogide iyi dịkwuo mma.
Agbanyeghị, mmekọrịta dị n'etiti voltaji bias na ịdị mma nke ihe nkiri abụghị nke kwụ ọtọ. Ọ bụrụ na ike bọmbụ ion akarịa oke, ọtụtụ mmetụta ndị na-adịghị mma nwere ike ime, gụnyere resputtering, plantation, mkpokọta nrụgide fọdụrụ, kpo oku substrate, mmepụta ntụpọ, na ọbụna mmebi substrate.
Mkpọka ion gabigara ókè nwekwara ike iwepụ atọm ndị e tinyere na mbụ n'elu ihe nkiri ahụ, na-ebelata ọnụego ntinye ihe n'ịntanetị ma nwee ike ịgbanwe ihe mejupụtara mkpuchi ahụ.
Ya mere, a ga-ekpebi oke mmachi ihe dị n'ime ala dịka ihe dị n'ime ala, usoro mkpuchi, ụdị ion, njupụta plasma, ọnụego nkwụnye, na ihe nkiri achọrọ, kama ịchụso voltaji bias dị elu.
4. A ghaghị ịtụle ike Ion Flux na Ion ọnụ.
Ọ bụ naanị ike ion ka ihe nkiri ahụ na-achịkwa. Ọkwa ion, nke pụtara ọnụọgụgụ ion ndị na-eru ihe dị n'okpuru ya kwa mpaghara na oge, dịkwa mkpa.
Mmiri ion dị elu nwere ike ịgbanwe ihe nkiri ahụ nke ukwuu, mana ọ bụrụ na mmiri ion dị obere, ike zuru oke e zigara na fim ahụ nwere ike ọ gaghị ezu oke. N'aka nke ọzọ, mmiri ion dị elu nke ukwuu na ike karịrị akarị nwere ike ibute nnukwu mwakpo na okwute ma ọ bụ ibu okpomọkụ na-adịghị mma.
N'ihi nke a, mmepe usoro PVD dị elu na-elekwasị anya n'ịchịkwa mmekọrịta dị n'etiti ike ion na flux ion, kama iwere ajọ mbunobi substrate dị ka paramita dịpụrụ adịpụ.
Mmekọrịta a dị oke mkpa na usoro ntinye ion dị elu dịka cathodic arc PVD na magnetron sputtering dị elu (HiPIMS). Site n'ịbawanye akụkụ ionization nke ụdị ntinye, teknụzụ ndị a na-enye mgbanwe ka ukwuu n'ịchịkwa ike enyere na fim ahụ na-eto eto.
5. Njupụta Ike na Mgbanwe Microstructural
Enwere ike ịghọta mmetụta nke njupụta ike site na mgbanwe nke obere nhazi ihe nkiri ahụ.
N'okpuru ọnọdụ ebe a na-etinye ike dị ala, obere mmegharị elu nwere ike ibute uto nke oghere ma ọ bụ kọlụm, ọkachasị mgbe okpomọkụ substrate dị ala na ụdị ndị a na-etinye enweghị ike ịkwaga nke ọma.
Ka ntinye ike na-abawanye n'ime windo usoro kwesịrị ekwesị, mgbasa elu na-adị irè karị, obere nhazi ahụ na-aghọkwa obere nwayọ. Enwere ike ibelata ókè ọka na oghere dị n'etiti kọlụm, ebe mkpuchi ahụ na-aga n'ihu ma kwụsie ike n'ụzọ igwe.
Agbanyeghị, ka mmụba na njupụta ike na-abawanye, usoro a nwere ike ịbanye n'usoro nke bọmbụ ion siri ike na-achịkwa. Nzaghachi na mpụta atọm na-aghọwanye ihe dị mkpa, nke nwere ike ibute nrụgide dị elu nke na-eme ka nrụgide dị elu. Ọ bụ ezie na mkpuchi ahụ nwere ike ịnọgide na-adị oke njọ, oke nrụgide dị n'ime nwere ike ibelata njikọta ma mee ka mgbawa ma ọ bụ delamination pụta.
N'ihi ya, a na-enwekarị oghere ike kachasị mma karịa mmekọrịta dị mfe ebe ike dị elu na-emepụta fim ka mma mgbe niile.
6. Njupụta Ike na Mmetụta "Atomic Peening"
Otu n'ime usoro dị mkpa metụtara mwakpo ion ike bụ mmetụta nke atom peening.
N'oge ogbunigwe ion ike, ion ndị na-abata na-ebufe momentum gaa na atọm dị n'elu ala, na-eme ka atom ndị a na-agbanwe agbanwe ma na-agbanwe ha. Nke a nwere ike ịmanye atọm ka ha bụrụ nhazi ndị siri ike ma gbochie mmepe nke olu mepere emepe n'ime ihe nkiri ahụ na-eto eto.
Nsonaazụ ya nwere ike ịbụ obere nhazi dị oke njọ yana ike siri ike na nkwụsi ike igwe.
Usoro a dị mkpa karịsịa maka mkpuchi PVD siri ike. Maka sistemụ dịka TiN, CrN, TiCN, AlTiN, na mkpuchi nitride ndị yiri ya, bọmbụ ion kwesịrị ekwesị nwere ike inye aka na njupụta fim dị elu na arụmọrụ igwe ka mma.
Agbanyeghị, oke mpụta atọm nwere ike ịkpata nrụgide dị ukwuu nke na-eme ka nrụgide dị. Ya mere, mkpuchi nwere oke njupụta abụghị ihe mkpuchi kacha mma ma ọ bụrụ na nrụgide dị n'ime ya karịrị ikike ịrapara nke njikọ substrate/mkpuchi.
Ebumnuche bara uru bụ iji nweta nguzozi n'etiti njupụta ihe nkiri, nrụgide fọdụrụnụ, njikọta, ike, na ọnụego nkwụnye.
7. Ọnụego Mbelata Na-agbanwekwa Nguzozi Ike
Enweghị ike inyocha njupụta ike n'adabereghị na ọnụego nkwụnye ego.
Ọ bụrụ na ọnụego ntinye amụbawanye nke ukwuu ebe ọnọdụ bọmbụ ion anaghị agbanwe agbanwe, oke nke bọmbụ ion ike na flux nkwụnye abata nwere ike ibelata. N'ikwu ya n'ụzọ ọzọ, a na-etinye ihe ndị ọzọ na-enweghị mmụba nhata na ike dị iji kwalite mgbasa elu na nhazi nhazi.
Nke a nwere ike ibute mgbanwe gaa na obere ihe owuwu dị obere.
N'aka nke ọzọ, ịnọgide na-enwe oke flux ion-to-neutral kwesịrị ekwesị nwere ike inye aka kwụọ ụgwọ maka mgbanwe na ọnụego nkwụnye ego ma nọgide na-enwe nhazi ihe nkiri na-agbanwe agbanwe.
Ọ bụ ya mere mmepe usoro PVD ụlọ ọrụ mmepụta ihe kwesịrị iji lebara anya nke ọma ọ bụghị naanị na ike na ọnụego nkwụnye, kamakwa na mmekọrịta dị n'etiti njupụta ion ugbu a, ike ion, flux deposition, na substrate bias.
8. Okpomọkụ nke substrate na bọmbụ ion na-arụkọ ọrụ ọnụ
Okpomọkụ ala bụ ihe ọzọ dị mkpa na-emetụta njupụta nke ihe nkiri ahụ.
Ike okpomọkụ na-enye atọm ndị e tinyere n'ime ya ohere ịkwaga, ebe mwakpo ion na-enye ike kinetic ọzọ. Usoro abụọ a nwere ike ịkwalite mgbasa elu na nhazi nhazi.
Maka ihe ndị na-emetụta okpomọkụ dịka plastik injinia, ihe ndị dị n'ime ihe anya, na ụfọdụ ihe eletrọnịkị, mmụba okpomọkụ substrate nwere ike ọ gaghị ekwe omume. N'ọnọdụ ndị a, bombardment ion a na-achịkwa na-aghọ ihe bara uru karịsịa n'ihi na ọ nwere ike inye ike ọzọ na fim ahụ na-eto eto na-adabereghị naanị na okpomọkụ okpomọkụ.
Nke a bụ otu n'ime uru dị mkpa nke usoro PVD enyere ion aka: enwere ike ime ka njupụta ihe nkiri dịkwuo mma site na mwakpo ike nke ihe ndị na-adịghị ike ma na-ejigide okpomọkụ dị ala nke substrate.
Agbanyeghị, mwakpo ion n'onwe ya na-emepụta okpomọkụ. Ya mere, a ka kwesịrị inyocha okpomọkụ substrate n'oge niile a na-etinye ya iji gbochie mmebi okpomọkụ ma ọ bụ mmebi nke ihe ndị na-emetụta okpomọkụ.
9. A ghaghị ijikọta njupụta ike na sistemụ mkpuchi ahụ.
Ihe mkpuchi dị iche iche nwere ihe dị iche iche achọrọ maka bọmbụ ion na ntinye ike.
Maka mkpuchi nitride siri ike, bọmbụ ion dị ike na-aba uru mgbe mgbe maka inweta njupụta dị elu, ike dị elu, na nrapado siri ike. Maka mkpuchi anya, nnukwu bọmbụ nwere ike ibute nrụgide ma ọ bụ gbanwee nha nhata nke refractive-index. Maka mkpuchi ọla, ike ion gabigara ókè nwere ike imetụta ọdịdị elu, gloss, agba, na nrụgide fọdụrụ.
DLC na mkpuchi ndị ọzọ dabere na carbon na-enwe mmetụta karịa na nguzozi dị n'etiti ike ion na ọnọdụ nkwụnye n'ihi na ike ion nwere ike imetụta nhazi njikọ yana ya mere oke dị n'etiti njikọ sp² na sp³.
Ya mere, enweghị "njupụta ike kachasị mma" zuru ụwa ọnụ nke metụtara mkpuchi PVD ọ bụla. A ghaghị ịtọ ntọala windo usoro kwesịrị ekwesị dịka sistemụ ihe, ihe ndabere, ọkpụrụkpụ ihe nkiri, ọnụego nkwụnye ego, ihe ndị dị mkpa maka igwe, ihe achọrọ maka anya, na oke okpomọkụ si dị.
10. Site na Usoro Usoro ruo na Ọrụ Ihe Nkiri
N'ime mmepụta PVD ụlọ ọrụ mmepụta ihe, a ga-enyocha njupụta ike site na njirimara ihe nkiri a na-atụ anya ya kama site na paramita usoro naanị.
Usoro ntinye ike nke ọma kwesịrị inye aka na mmezi na njupụta ihe nkiri, ike siri ike, njikọta, iguzogide iyi, iguzogide nchara, nkwụsi ike anya, na arụmọrụ mgbochi, dabere na ngwa ahụ.
Enwere ike iji usoro njirimara dịka SEM, XRD, nanoindentation, nnwale ọkọ, nha nrụgide fọdụrụ, nyocha oke elu, na mapping ọkpụrụkpụ fim iji guzobe mmekọrịta dị n'etiti paramita usoro na arụmọrụ mkpuchi.
Nke a na-enye ohere ka usoro PVD si na nhazi paramita dị mfe gaa na windo usoro na atụmatụ njikwa microstructure ka mma.
Mmechi
Na PVD, njupụta ike bụ otu n'ime ihe ndị bụ isi na-achịkwa mgbanwe site na nhazi nchekwa ndị a na-etinyeghị nke ọma gaa na fim ndị siri ike ma kwụsie ike. Ike ion kwesịrị ekwesị na mmụba ion nwere ike ime ka mgbasa elu dịkwuo mma, kwalite nhazi atọm, belata nhazi oghere, ma melite njupụta fim.
Agbanyeghị, ike dị elu apụtaghị na ọ ga-arụ ọrụ nke ọma na akpaghị aka. Oke mgbọ ion nwere ike ibute resputtering, kpo oku substrate, nrụgide dị elu nke na-eme ka nrụgide dị, na mmebi njikọ. Isi ihe dị mkpa bụ ịmepụta nguzozi kachasị mma n'etiti ike ion, flux ion, ọnụego deposition, substrate bias, njupụta plasma, na okpomọkụ substrate.
Ya mere, maka ngwa PVD nke oge a, ikike ijikwa ntinye ike abụghị naanị ụzọ isi mee ka arụmọrụ nchekwa dịkwuo mma - ọ bụ ikike dị mkpa maka injinia obere nhazi ihe nkiri na inweta arụmọrụ mkpuchi kwụsiri ike, nke a na-emegharị emegharị.
-E bipụtara akụkọ a site n'aka onye bipụtara yaonye nrụpụta akụrụngwa mkpuchi ikuku Zhenhua Vacuum
Oge ozi: Ọgọst-04-2026