លេខ 1 គោលការណ៍នៃថាមពលខ្ពស់នៃការ sputtering magnetron
បច្ចេកទេសស្ពែម៉ាញេទិកដែលមានថាមពលខ្ពស់ប្រើថាមពលជីពចរកំពូលខ្ពស់ (2-3 លំដាប់នៃរ៉ិចទ័រខ្ពស់ជាងការ sputtering magnetron ធម្មតា) និងវដ្តកាតព្វកិច្ចជីពចរទាប (0.5%-10%) ដើម្បីសម្រេចបាននូវអត្រាបំបែកលោហៈខ្ពស់ (> 50%) ដែលត្រូវបានចេញមកពីលក្ខណៈរបស់ magnetron sputtering ដូចបង្ហាញក្នុងសមាមាត្រ 1 បច្ចុប្បន្ន pic ថាមពល nth អិចស្ប៉ូណង់ស្យែលនៃវ៉ុលបញ្ចេញ U, I = kUn (n គឺជាថេរដែលទាក់ទងទៅនឹងរចនាសម្ព័ន្ធ cathode វាលម៉ាញេទិក និងសម្ភារៈ) ។ នៅដង់ស៊ីតេថាមពលទាប (តង់ស្យុងទាប) តម្លៃ n ជាធម្មតាស្ថិតនៅចន្លោះពី 5 ទៅ 15; ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃតង់ស្យុងបញ្ចេញ ដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្ន និងថាមពលកើនឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័ស ហើយនៅតង់ស្យុងខ្ពស់តម្លៃ n ក្លាយជា 1 ដោយសារតែការបាត់បង់ការបង្ខាំងដែនម៉ាញេទិក។ ប្រសិនបើនៅដង់ស៊ីតេថាមពលទាបការបញ្ចេញឧស្ម័នត្រូវបានកំណត់ដោយអ៊ីយ៉ុងឧស្ម័នដែលមាននៅក្នុងរបៀបបញ្ចេញជីពចរធម្មតា; ប្រសិនបើនៅដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ សមាមាត្រនៃអ៊ីយ៉ុងដែកនៅក្នុងប្លាស្មាកើនឡើង ហើយសមា្ភារៈមួយចំនួនផ្លាស់ប្តូរ ពោលគឺនៅក្នុងរបៀបស្រូបផ្លុំ ពោលគឺប្លាស្មាត្រូវបានរក្សាដោយអ៊ីយ៉ូដនៃភាគល្អិតអព្យាក្រឹត និងអ៊ីយ៉ុងដែកបន្ទាប់បន្សំ ហើយអាតូមឧស្ម័នអសកម្មដូចជា Ar ត្រូវបានប្រើដើម្បីបញ្ឆេះប្លាស្មា ភាគល្អិតដែលត្រូវបានពន្លឿនដល់លោហៈធាតុបន្ទាប់បន្សំ។ ទម្លាក់គ្រាប់បែកលើគោលដៅដែលបានបែកខ្ញែកក្រោមសកម្មភាពនៃដែនម៉ាញេទិក និងអគ្គិសនី ដើម្បីរក្សាចរន្តបញ្ចេញខ្ពស់ ហើយប្លាស្មាគឺជាភាគល្អិតដែកអ៊ីយ៉ូដខ្ពស់។ ដោយសារដំណើរការនៃឥទ្ធិពលកំដៅលើគោលដៅ ដើម្បីធានាបាននូវប្រតិបត្តិការមានស្ថេរភាពនៃគោលដៅនៅក្នុងកម្មវិធីឧស្សាហកម្ម ដង់ស៊ីតេថាមពលដែលអនុវត្តដោយផ្ទាល់ទៅគោលដៅមិនអាចធំពេកទេ ជាទូទៅការត្រជាក់ទឹកដោយផ្ទាល់ និងចរន្តកំដៅនៃសម្ភារៈគោលដៅគួរតែនៅក្នុងករណីនៃ 25 W / cm2 ខាងក្រោម ការត្រជាក់ទឹកដោយប្រយោល ចរន្តកំដៅនៃសម្ភារៈគោលដៅគឺខ្សោយ សម្ភារៈគោលដៅដែលបណ្តាលមកពីការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយនៃថាមពលកំដៅ និងវត្ថុធាតុងាយឆេះ។ ដង់ស៊ីតេអាចមានត្រឹមតែ 2 ~ 15 W / cm2 ខាងក្រោមប៉ុណ្ណោះដែលទាបជាងតម្រូវការនៃដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់។ បញ្ហានៃការឡើងកំដៅនៃគោលដៅអាចត្រូវបានដោះស្រាយដោយការប្រើជីពចរដែលមានថាមពលខ្ពស់តូចចង្អៀត។ Anders កំណត់ការ sputtering magnetron ដែលមានថាមពលខ្ពស់ថាជាប្រភេទនៃ pulsed sputtering ដែលដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់បំផុតលើសពីដង់ស៊ីតេថាមពលជាមធ្យមដោយ 2 ទៅ 3 លំដាប់នៃរ៉ិចទ័រ ហើយការបញ្ឆេះអ៊ីយ៉ុងគោលដៅគ្រប់គ្រងដំណើរការ sputtering ហើយអាតូម sputtering គោលដៅគឺមានការទាក់ទងគ្នាយ៉ាងខ្លាំង។
លេខ 2 លក្ខណៈនៃថាមពលខ្ពស់ ជីពចរ magnetron sputtering coating deposition
ចរន្តម៉ាញ៉េទិចដែលមានថាមពលខ្ពស់អាចបង្កើតប្លាស្មាជាមួយនឹងអត្រាបំបែកខ្ពស់ និងថាមពលអ៊ីយ៉ុងខ្ពស់ ហើយអាចអនុវត្តសម្ពាធលំអៀងដើម្បីពន្លឿនអ៊ីយ៉ុងដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ ហើយដំណើរការនៃស្រទាប់ថ្នាំកូតត្រូវបានបំផ្ទុះដោយភាគល្អិតថាមពលខ្ពស់ ដែលជាបច្ចេកវិទ្យា IPVD ធម្មតា។ ថាមពល និងការចែកចាយអ៊ីយ៉ុងមានឥទ្ធិពលយ៉ាងសំខាន់ទៅលើគុណភាព និងដំណើរការនៃថ្នាំកូត។
អំពី IPVD ដោយផ្អែកលើគំរូតំបន់រចនាសម្ព័ន្ធ Thorton ដ៏ល្បីល្បាញ លោក Anders បានស្នើគំរូតំបន់រចនាសម្ព័ន្ធដែលរួមបញ្ចូលការទម្លាក់ប្លាស្មា និងការឆ្លាក់អ៊ីយ៉ុង ពង្រីកទំនាក់ទំនងរវាងរចនាសម្ព័ន្ធថ្នាំកូត និងសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធខ្យល់នៅក្នុងគំរូតំបន់រចនាសម្ព័ន្ធ Thorton ទៅនឹងទំនាក់ទំនងរវាងរចនាសម្ព័ន្ធថ្នាំកូត សីតុណ្ហភាព និងថាមពលអ៊ីយ៉ុង ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2 ។ ក្នុងករណីដែលការបំប្លែងនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃសារធាតុ coating ទាប។ ម៉ូដែលតំបន់។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពនៃការបញ្ចេញទឹក ការផ្លាស់ប្តូរពីតំបន់ទី 1 (គ្រីស្តាល់ជាតិសរសៃរលុង) ទៅតំបន់ T (គ្រីស្តាល់សរសៃក្រាស់) តំបន់ទី 2 (គ្រីស្តាល់ជួរឈរ) និងតំបន់ទី 3 (តំបន់គ្រីស្តាល់ឡើងវិញ); ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃថាមពលអ៊ីយ៉ុងបំរែបំរួលសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរពីតំបន់ 1 ទៅតំបន់ T តំបន់ 2 និងតំបន់ 3 មានការថយចុះ។ គ្រីស្តាល់សរសៃដែលមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់ និងគ្រីស្តាល់ columnar អាចត្រូវបានរៀបចំនៅសីតុណ្ហភាពទាប។ នៅពេលដែលថាមពលនៃអ៊ីយ៉ុងបញ្ញើកើនឡើងដល់លំដាប់ 1-10 eV ការទម្លាក់គ្រាប់បែក និងការឆ្លាក់អ៊ីយ៉ុងលើផ្ទៃថ្នាំកូតដែលបានដាក់ត្រូវបានពង្រឹង ហើយកម្រាស់នៃថ្នាំកូតត្រូវបានកើនឡើង។
លេខ 3 ការរៀបចំស្រទាប់ថ្នាំកូតរឹងដោយបច្ចេកវិជ្ជា sputtering magnetron ដែលមានថាមពលខ្ពស់។
ថ្នាំកូតដែលរៀបចំដោយបច្ចេកវិជ្ជា sputtering magnetron ដែលមានថាមពលខ្ពស់គឺកាន់តែក្រាស់ ជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិកកាន់តែប្រសើរ និងស្ថេរភាពសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 3 ថ្នាំកូត TiAlN ធម្មតាដែលស្រោបដោយមេដែកធម្មតាគឺជារចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ជួរឈរដែលមានភាពរឹង 30 GPa និងម៉ូឌុលរបស់ Young នៃ 460 GPa ។ ថ្នាំកូត HIPIMS-TiAlN គឺ 34 GPa រឹងខណៈពេលដែលម៉ូឌុល Young គឺ 377 GPa; សមាមាត្ររវាងភាពរឹង និងម៉ូឌុលរបស់ Young គឺជារង្វាស់នៃភាពរឹងនៃថ្នាំកូត។ ភាពរឹងកាន់តែខ្ពស់ និងម៉ូឌុលរបស់ Young តូចជាង មានន័យថាមានភាពតឹងតែងប្រសើរជាងមុន។ ថ្នាំកូត HIPIMS-TiAlN មានស្ថេរភាពសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ល្អជាងមុន ជាមួយនឹងដំណាក់កាល AlN ឆកោនត្រូវបាន precipitated នៅក្នុងថ្នាំកូត TiAlN ធម្មតា បន្ទាប់ពីការព្យាបាលកំដៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៅ 1,000 °C រយៈពេល 4 ម៉ោង។ ភាពរឹងនៃថ្នាំកូតមានការថយចុះនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ខណៈពេលដែលថ្នាំកូត HIPIMS-TiAlN នៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរបន្ទាប់ពីការព្យាបាលកំដៅនៅសីតុណ្ហភាពនិងពេលវេលាដូចគ្នា។ ថ្នាំកូត HIPIMS-TiAlN ក៏មានសីតុណ្ហភាពចាប់ផ្តើមនៃការកត់សុីសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាងថ្នាំកូតធម្មតា។ ដូច្នេះ ថ្នាំកូត HIPIMS-TiAlN បង្ហាញពីដំណើរការល្អជាងនៅក្នុងឧបករណ៍កាត់ដែលមានល្បឿនលឿនជាងឧបករណ៍ស្រោបផ្សេងទៀតដែលរៀបចំដោយដំណើរការ PVD ។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ០៨-វិច្ឆិកា-២០២២