No.1 Жогорку кубаттуулуктагы импульстук магнетрондук чачыратуу принциби
Жогорку кубаттуулуктагы импульстук магнетронду чачыратуу техникасы жогорку импульстук кубаттуулукту (кадимки магнетронду чачыратуудан 2-3 эсе жогору) жана төмөн импульстук циклди (0,5%-10%) колдонот, бул металл диссоциациясынын жогорку ылдамдыгына (>50%) жетишүү үчүн, ал магнетрондун чачыратуу мүнөздөмөсүнөн келип чыгат. разряд чыңалуусунун экспоненциалдык n-чи күчү U, I = kUn (n – катоддун түзүлүшүнө, магнит талаасына жана материалга тиешелүү туруктуу чоңдук). Төмөнкү кубаттуулук тыгыздыгында (төмөн чыңалуу) n мааниси адатта 5тен 15ке чейинки диапазондо болот; разряддын чыңалуусу көбөйгөн сайын токтун тыгыздыгы жана кубаттуулук тыгыздыгы тез өсөт, ал эми жогорку чыңалууда магнит талаасынын чектөөлөрүнүн жоголушуна байланыштуу n мааниси 1ге айланат. Эгерде аз кубаттуулуктун тыгыздыгында газ разряды кадимки импульстук разряд режиминде турган газ иондору менен аныкталат; эгерде жогорку кубаттуулуктагы тыгыздыкта плазмадагы металл иондорунун үлүшү көбөйүп, кээ бир материалдар алмашып кетсе, башкача айтканда, плазма чачыраган нейтралдуу бөлүкчөлөрдүн жана экинчилик металл иондорунун иондошуусунун эсебинен камсыздалат, ал эми Ar сыяктуу инерттүү газ атомдору плазманы тутандыруу үчүн гана пайдаланылат, андан кийин металлдашкан бөлүкчөлөр плазманы күйгүзүү үчүн гана колдонулат. жогорку ток разрядын кармап туруу үчүн магниттик жана электрдик талаалардын таасири астында чачыраган бутаны бомбалоо, ал эми плазма жогорку иондоштурулган металл бөлүкчөлөрү. Бутага жылытуу эффектинин чачыратуу процессине байланыштуу, өнөр жайлык колдонмолордо бутанын туруктуу иштешин камсыз кылуу үчүн, бутага түздөн-түз колдонулган кубаттуулук тыгыздыгы өтө чоң болушу мүмкүн эмес, негизинен түз суу муздатуу жана максаттуу материалдын жылуулук өткөрүмдүүлүгү төмөндө 25 Вт / см2 болгон учурда болушу керек, кыйыр суу муздатуу, максаттуу материалдын жылуулук өткөрүмдүүлүгү начар, максаттуу материалдан келип чыккан материалдын начардыгы, учуучу эритме компоненттери жана кубаттуулуктун тыгыздыгынын башка учурлары 2 ~ 15 Вт / см2 ылдыйда гана болушу мүмкүн, бул жогорку кубаттуулуктун тыгыздыгынын талаптарынан кыйла төмөн. Максаттуу ысып кетүү маселеси өтө тар жогорку кубаттуулуктагы импульстарды колдонуу менен чечилет. Андерс жогорку кубаттуулуктагы импульстүү магнетрондук чачыранды импульстүү чачырандылардын бир түрү катары аныктайт, мында эң жогорку кубаттуулук тыгыздыгы орточо кубаттуулук тыгыздыгынан 2-3 баллга чейин ашат, ал эми максаттуу иондун чачыратуусу чачуу процессинде үстөмдүк кылат жана максаттуу чачыратуу атомдору өтө диссоциацияланган.
No.2 жогорку кубаттуулуктагы импульстук магнетрондук чачыратуу каптоо катмарынын мүнөздөмөлөрү
Жогорку кубаттуулуктагы импульстук магнетронду чачыратуу жогорку диссоциациялануу ылдамдыгы жана жогорку иондук энергиясы бар плазманы өндүрө алат жана заряддалган иондорду тездетүү үчүн кыйшаюусуз басымды колдоно алат жана каптоо процесси жогорку энергиялуу бөлүкчөлөр менен бомбаланат, бул типтүү IPVD технологиясы. Иондун энергиясы жана бөлүштүрүү каптоо сапатына жана иштешине абдан маанилүү таасир этет.
IPVD жөнүндө, белгилүү Тортон структуралык аймак моделинин негизинде, Андерс плазманын тундурмаларын жана ионду стихиялоону камтыган структуралык аймак моделин сунуштады, Тортон структуралык аймак моделиндеги каптоо түзүмү менен температура жана аба басымынын ортосундагы байланышты 2-сүрөттө көрсөтүлгөндөй каптоо түзүмү, температура жана ион энергиясынын ортосундагы байланышты кеңейтти. модель. Депозиттик температуранын жогорулашы менен 1-аймактан (бос кеуектүү була кристаллдары) аймакка T (тығыз була кристаллдары), 2-аймакка (тилкелүү кристаллдар) жана 3-аймакка (кайра кристаллдашуу аймагы) өтүү; жайгаштыруу ионунун энергиясынын көбөйүшү менен 1-аймактан Т аймагына, 2-аймакка жана 3-аймакка өтүү температурасы төмөндөйт. Жогорку тыгыздыктагы була кристаллдары жана мамычалык кристаллдар төмөнкү температурада даярдалышы мүмкүн. Депозиттик иондордун энергиясы 1-10 эВ тартибине чейин көбөйгөндө, капталган жабындардын бетинде иондордун бомбалоосу жана оюу күчөйт жана жабындардын калыңдыгы жогорулайт.
№3 Катуу каптоо катмарын жогорку кубаттуулуктагы импульстук магнетрондук чачыратуу технологиясы менен даярдоо
Жогорку кубаттуулуктагы импульстук магнетронду чачуу технологиясы менен даярдалган каптоо тыгызыраак, механикалык касиеттери жакшы жана жогорку температуранын туруктуулугу менен. 3-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, кадимки магнетрондук чачыранды TiAlN каптоо катуулук 30 ГПа жана Янг модулу 460 ГПа болгон мамычалык кристалл структурасы; HIPIMS-TiAlN каптоо катуулугу 34 GPa, ал эми Янгдын модулу 377 GPa; катуулук менен Янгдын модулунун ортосундагы катыш каптаманын катуулугунун өлчөмү болуп саналат. Жогорку катуулук жана кичирээк Янг модулу жакшы катуулукту билдирет. HIPIMS-TiAlN каптоо жогорку температуранын туруктуулугуна ээ, AlN алты бурчтуу фазасы кадимки TiAlN каптоосунда 4 саат бою 1000 °C жогорку температурада күйдүрүүдөн кийин чөктүрүлөт. Катуулугу жогорку температурада төмөндөйт, ал эми HIPIMS-TiAlN каптоо ошол эле температурада жана убакытта термикалык иштетүүдөн кийин өзгөрүүсүз калат. HIPIMS-TiAlN каптоосу кадимки каптоодон да жогорку температурадагы кычкылдануу температурасына ээ. Ошондуктан, HIPIMS-TiAlN каптоо PVD процесси менен даярдалган башка капталган аспаптарга караганда жогорку ылдамдыктагы кесүүчү шаймандарда бир топ жакшыраак көрсөткүчтөрдү көрсөтөт.
Посттун убактысы: 2022-жылдын 08-ноябры