គោលការណ៍លេខ 1 នៃការបាញ់ម៉ាញ៉េត្រុងដែលមានថាមពលខ្ពស់
បច្ចេកទេសបញ្ចេញសារធាតុម៉ាញ៉េត្រុងដែលមានថាមពលខ្ពស់ប្រើថាមពលជីពចរកំពូលខ្ពស់ (ខ្ពស់ជាងការបញ្ចេញសារធាតុម៉ាញ៉េត្រុងធម្មតា 2-3 លំដាប់) និងវដ្តការងារជីពចរទាប (0.5%-10%) ដើម្បីសម្រេចបានអត្រាបំបែកលោហៈខ្ពស់ (>50%) ដែលបានមកពីលក្ខណៈបញ្ចេញសារធាតុម៉ាញ៉េត្រុង ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1 ដែលដង់ស៊ីតេចរន្តគោលដៅកំពូល I គឺសមាមាត្រទៅនឹងថាមពលទី n អិចស្ប៉ូណង់ស្យែលនៃវ៉ុលបញ្ចេញ U, I = kUn (n ជាថេរទាក់ទងនឹងរចនាសម្ព័ន្ធកាតូត ដែនម៉ាញ៉េទិច និងសម្ភារៈ)។ នៅដង់ស៊ីតេថាមពលទាប (វ៉ុលទាប) តម្លៃ n ជាធម្មតាស្ថិតក្នុងចន្លោះពី 5 ទៅ 15; ជាមួយនឹងវ៉ុលបញ្ចេញកើនឡើង ដង់ស៊ីតេចរន្ត និងដង់ស៊ីតេថាមពលកើនឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័ស ហើយនៅវ៉ុលខ្ពស់ តម្លៃ n ក្លាយជា 1 ដោយសារការបាត់បង់ការរឹតត្បិតដែនម៉ាញ៉េទិច។ ប្រសិនបើនៅដង់ស៊ីតេថាមពលទាប ការបញ្ចេញឧស្ម័នត្រូវបានកំណត់ដោយអ៊ីយ៉ុងឧស្ម័នដែលស្ថិតក្នុងរបៀបបញ្ចេញសារធាតុជីពចរធម្មតា។ ប្រសិនបើនៅដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ សមាមាត្រនៃអ៊ីយ៉ុងលោហៈនៅក្នុងប្លាស្មាកើនឡើង ហើយសម្ភារៈមួយចំនួនប្តូរ នោះគឺស្ថិតនៅក្នុងរបៀបបាញ់ដោយខ្លួនឯង ពោលគឺប្លាស្មាត្រូវបានរក្សាដោយអ៊ីយ៉ូដនៃភាគល្អិតអព្យាក្រឹតដែលបាញ់ និងអ៊ីយ៉ុងលោហៈបន្ទាប់បន្សំ ហើយអាតូមឧស្ម័នអសកម្មដូចជា Ar ត្រូវបានប្រើសម្រាប់តែបញ្ឆេះប្លាស្មាប៉ុណ្ណោះ បន្ទាប់ពីនោះភាគល្អិតលោហៈដែលបាញ់ត្រូវបានអ៊ីយ៉ូដនៅជិតគោលដៅ ហើយបង្កើនល្បឿនត្រឡប់ទៅបាញ់គោលដៅដែលបាញ់ក្រោមសកម្មភាពនៃដែនម៉ាញេទិក និងអគ្គិសនីដើម្បីរក្សាចរន្តបញ្ចេញខ្ពស់ ហើយប្លាស្មាគឺជាភាគល្អិតលោហៈដែលមានអ៊ីយ៉ូដខ្ពស់។ ដោយសារតែដំណើរការបញ្ចេញពន្លឺនៃឥទ្ធិពលកំដៅលើគោលដៅ ដើម្បីធានាបាននូវប្រតិបត្តិការដែលមានស្ថេរភាពនៃគោលដៅនៅក្នុងកម្មវិធីឧស្សាហកម្ម ដង់ស៊ីតេថាមពលដែលអនុវត្តដោយផ្ទាល់ទៅលើគោលដៅមិនអាចធំពេកទេ ជាទូទៅការត្រជាក់ទឹកដោយផ្ទាល់ និងចរន្តកំដៅសម្ភារៈគោលដៅគួរតែស្ថិតនៅក្នុងករណីខាងក្រោម 25 W / cm2 ការត្រជាក់ទឹកដោយប្រយោល ចរន្តកំដៅសម្ភារៈគោលដៅមិនល្អ សម្ភារៈគោលដៅដែលបណ្តាលមកពីការបែកខ្ញែកដោយសារតែភាពតានតឹងកម្ដៅ ឬសម្ភារៈគោលដៅមានសមាសធាតុយ៉ាន់ស្ព័រងាយនឹងបង្កជាហេតុទាប និងករណីផ្សេងទៀតនៃដង់ស៊ីតេថាមពលអាចស្ថិតនៅក្នុង 2 ~ 15 W / cm2 ខាងក្រោម ដែលទាបជាងតម្រូវការនៃដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់។ បញ្ហានៃការឡើងកំដៅខ្លាំងនៃគោលដៅអាចត្រូវបានដោះស្រាយដោយប្រើជីពចរថាមពលខ្ពស់តូចចង្អៀត។ Anders កំណត់ការបាញ់ម៉ាញ៉េទិចជីពចរថាមពលខ្ពស់ជាប្រភេទនៃការបាញ់ជីពចរដែលដង់ស៊ីតេថាមពលកំពូលលើសពីដង់ស៊ីតេថាមពលជាមធ្យមដោយ 2 ទៅ 3 លំដាប់នៃរ៉ិចទ័រ ហើយការបាញ់អ៊ីយ៉ុងគោលដៅគ្របដណ្ដប់លើដំណើរការបាញ់ ហើយអាតូមបាញ់គោលដៅត្រូវបានបំបែកយ៉ាងខ្លាំង។
លេខ 2 លក្ខណៈនៃការដាក់ថ្នាំកូតម៉ាញ៉េទិចដែលមានថាមពលខ្ពស់
ការបាញ់ម៉ាញ៉េត្រុងដែលមានថាមពលខ្ពស់អាចបង្កើតប្លាស្មាដែលមានអត្រាបំបែកខ្ពស់ និងថាមពលអ៊ីយ៉ុងខ្ពស់ ហើយអាចដាក់សម្ពាធលំអៀងដើម្បីបង្កើនល្បឿនអ៊ីយ៉ុងដែលមានបន្ទុក ហើយដំណើរការដាក់ថ្នាំកូតត្រូវបានបាញ់ផ្លោងដោយភាគល្អិតថាមពលខ្ពស់ ដែលជាបច្ចេកវិទ្យា IPVD ធម្មតា។ ថាមពលអ៊ីយ៉ុង និងការចែកចាយមានឥទ្ធិពលសំខាន់ខ្លាំងណាស់ទៅលើគុណភាព និងដំណើរការថ្នាំកូត។
អំពី IPVD ដោយផ្អែកលើគំរូតំបន់រចនាសម្ព័ន្ធ Thorton ដ៏ល្បីល្បាញ លោក Anders បានស្នើឡើងនូវគំរូតំបន់រចនាសម្ព័ន្ធដែលរួមបញ្ចូលការដាក់ប្លាស្មា និងការឆ្លាក់អ៊ីយ៉ុង ដោយបានពង្រីកទំនាក់ទំនងរវាងរចនាសម្ព័ន្ធថ្នាំកូត និងសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធខ្យល់នៅក្នុងគំរូតំបន់រចនាសម្ព័ន្ធ Thorton ទៅនឹងទំនាក់ទំនងរវាងរចនាសម្ព័ន្ធថ្នាំកូត សីតុណ្ហភាព និងថាមពលអ៊ីយ៉ុង ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2។ ក្នុងករណីថ្នាំកូតដាក់អ៊ីយ៉ុងថាមពលទាប រចនាសម្ព័ន្ធថ្នាំកូតអនុលោមតាមគំរូតំបន់រចនាសម្ព័ន្ធ Thorton។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពដាក់ ការផ្លាស់ប្តូរពីតំបន់ទី 1 (គ្រីស្តាល់សរសៃដែលមានរន្ធរលុង) ទៅតំបន់ T (គ្រីស្តាល់សរសៃក្រាស់) តំបន់ទី 2 (គ្រីស្តាល់ជួរឈរ) និងតំបន់ទី 3 (តំបន់គ្រីស្តាល់ឡើងវិញ)។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃថាមពលអ៊ីយ៉ុងដាក់ សីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរពីតំបន់ទី 1 ទៅតំបន់ T តំបន់ទី 2 និងតំបន់ទី 3 ថយចុះ។ គ្រីស្តាល់សរសៃដង់ស៊ីតេខ្ពស់ និងគ្រីស្តាល់ជួរឈរអាចត្រូវបានរៀបចំនៅសីតុណ្ហភាពទាប។ នៅពេលដែលថាមពលនៃអ៊ីយ៉ុងដែលបានដាក់កើនឡើងដល់លំដាប់ 1-10 eV ការទម្លាក់គ្រាប់បែក និងការឆ្លាក់អ៊ីយ៉ុងនៅលើផ្ទៃថ្នាំកូតដែលបានដាក់ត្រូវបានបង្កើន ហើយកម្រាស់នៃថ្នាំកូតត្រូវបានកើនឡើង។
លេខ 3 ការរៀបចំស្រទាប់ថ្នាំកូតរឹងដោយបច្ចេកវិទ្យាម៉ាញ៉េទិចស្ព្រាតធឺរីងថាមពលខ្ពស់
ថ្នាំកូតដែលរៀបចំដោយបច្ចេកវិទ្យាបាញ់ម៉ាញ៉េទិចដែលមានថាមពលខ្ពស់មានដង់ស៊ីតេខ្ពស់ជាង ជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចល្អជាង និងមានស្ថេរភាពសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 3 ថ្នាំកូត TiAlN ដែលមានម៉ាញ៉េទិចធម្មតាគឺជារចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ជួរឈរដែលមានភាពរឹង 30 GPa និងម៉ូឌុល Young 460 GPa; ថ្នាំកូត HIPIMS-TiAlN មានភាពរឹង 34 GPa ខណៈពេលដែលម៉ូឌុល Young គឺ 377 GPa; សមាមាត្ររវាងភាពរឹង និងម៉ូឌុល Young គឺជារង្វាស់នៃភាពរឹងមាំនៃថ្នាំកូត។ ភាពរឹងខ្ពស់ និងម៉ូឌុល Young តូចជាងមានន័យថាភាពរឹងមាំកាន់តែប្រសើរ។ ថ្នាំកូត HIPIMS-TiAlN មានស្ថេរភាពសីតុណ្ហភាពខ្ពស់កាន់តែប្រសើរ ដោយដំណាក់កាលឆកោន AlN បានตกตะกอนនៅក្នុងថ្នាំកូត TiAlN ធម្មតាបន្ទាប់ពីការព្យាបាលដោយការដុតនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៅ 1,000 °C រយៈពេល 4 ម៉ោង។ ភាពរឹងនៃថ្នាំកូតថយចុះនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ខណៈពេលដែលថ្នាំកូត HIPIMS-TiAlN នៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរបន្ទាប់ពីការព្យាបាលដោយកំដៅនៅសីតុណ្ហភាព និងពេលវេលាដូចគ្នា។ ថ្នាំកូត HIPIMS-TiAlN ក៏មានសីតុណ្ហភាពចាប់ផ្តើមនៃអុកស៊ីតកម្មសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ខ្ពស់ជាងថ្នាំកូតធម្មតាផងដែរ។ ដូច្នេះ ថ្នាំកូត HIPIMS-TiAlN បង្ហាញពីដំណើរការកាន់តែប្រសើរឡើងនៅក្នុងឧបករណ៍កាត់ល្បឿនលឿនជាងឧបករណ៍ថ្នាំកូតផ្សេងទៀតដែលរៀបចំដោយដំណើរការ PVD។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ខែវិច្ឆិកា-០៨-២០២២