ການແນະນຳເຕັກໂນໂລຊີ HiPIMS

ຫຼັກການທີ 1 ຂອງການສະເປເຕີຣິງແມກນີຕຣອນທີ່ມີພະລັງງານສູງ
ເຕັກນິກການສະເປເຕີຣິງແມກເນຕຣອນທີ່ມີພະລັງງານສູງໃຊ້ພະລັງງານກຳມະຈອນສູງສຸດ (ສູງກວ່າການສະເປເຕີຣິງແມກເນຕຣອນແບບດັ້ງເດີມ 2-3 ລຳດັບຂະໜາດ) ແລະ ວົງຈອນໜ້າທີ່ກຳມະຈອນຕ່ຳ (0.5%-10%) ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ອັດຕາການແຍກຕົວຂອງໂລຫະສູງ (>50%), ເຊິ່ງໄດ້ມາຈາກລັກສະນະຂອງການສະເປເຕີຣິງແມກເນຕຣອນ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1, ບ່ອນທີ່ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງກະແສໄຟຟ້າເປົ້າໝາຍສູງສຸດ I ແມ່ນສັດສ່ວນກັບກຳລັງເລກທີ n ເອັກໂປເນນຊຽລຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ປ່ອຍອອກມາ U, I = kUn (n ແມ່ນຄ່າຄົງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບໂຄງສ້າງແຄໂທດ, ສະໜາມແມ່ເຫຼັກ ແລະ ວັດສະດຸ). ທີ່ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານຕ່ຳ (ແຮງດັນຕ່ຳ) ຄ່າ n ມັກຈະຢູ່ໃນລະດັບ 5 ຫາ 15; ດ້ວຍແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ປ່ອຍອອກມາເພີ່ມຂຶ້ນ, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງກະແສໄຟຟ້າ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານຈະເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງໄວວາ, ແລະ ທີ່ແຮງດັນສູງ ຄ່າ n ຈະກາຍເປັນ 1 ເນື່ອງຈາກການສູນເສຍການກັກຂັງຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກ. ຖ້າຢູ່ທີ່ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານຕ່ຳ, ການປ່ອຍອາຍແກັສຈະຖືກກຳນົດໂດຍໄອອອນອາຍແກັສທີ່ຢູ່ໃນຮູບແບບການປ່ອຍອາຍແກັສທີ່ມີກຳມະຈອນປົກກະຕິ; ຖ້າຢູ່ໃນຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສູງ, ສັດສ່ວນຂອງໄອອອນໂລຫະໃນພລາສມາຈະເພີ່ມຂຶ້ນ ແລະ ວັດສະດຸບາງຊະນິດຈະປ່ຽນໄປ, ນັ້ນແມ່ນຢູ່ໃນໂໝດການສະເປຣດດ້ວຍຕົນເອງ, ເຊັ່ນ: ພລາສມາຖືກຮັກສາໄວ້ໂດຍການໄອອອນໄນເຊຊັນຂອງອະນຸພາກທີ່ເປັນກາງ ແລະ ໄອອອນໂລຫະຂັ້ນສອງ, ແລະ ອະຕອມອາຍແກັສທີ່ບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາເຊັ່ນ Ar ແມ່ນໃຊ້ເພື່ອຈູດພລາສມາເທົ່ານັ້ນ, ຫຼັງຈາກນັ້ນອະນຸພາກໂລຫະທີ່ສະເປຣດຈະຖືກໄອອອນໄນເຊຊັນໃກ້ກັບເປົ້າໝາຍ ແລະ ເລັ່ງກັບຄືນໄປຍິງເປົ້າໝາຍທີ່ສະເປຣດພາຍໃຕ້ການກະທຳຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກ ແລະ ໄຟຟ້າເພື່ອຮັກສາການປ່ອຍກະແສໄຟຟ້າສູງ, ແລະ ພລາສມາແມ່ນອະນຸພາກໂລຫະທີ່ມີໄອອອນໄນເຊຊັນສູງ. ເນື່ອງຈາກຂະບວນການສະເປຣເຕີຣິງຂອງຜົນກະທົບຄວາມຮ້ອນຕໍ່ເປົ້າໝາຍ, ເພື່ອຮັບປະກັນການເຮັດວຽກທີ່ໝັ້ນຄົງຂອງເປົ້າໝາຍໃນການນຳໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳ, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ນຳໃຊ້ໂດຍກົງກັບເປົ້າໝາຍບໍ່ສາມາດໃຫຍ່ເກີນໄປ, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວການເຮັດໃຫ້ເຢັນດ້ວຍນ້ຳໂດຍກົງ ແລະ ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນຂອງວັດສະດຸເປົ້າໝາຍຄວນຈະຢູ່ໃນກໍລະນີຕ່ຳກວ່າ 25 W / cm2, ການເຮັດໃຫ້ເຢັນດ້ວຍນ້ຳໂດຍທາງອ້ອມ, ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນຂອງວັດສະດຸເປົ້າໝາຍບໍ່ດີ, ວັດສະດຸເປົ້າໝາຍທີ່ເກີດຈາກການແຕກແຍກເນື່ອງຈາກຄວາມກົດດັນທາງຄວາມຮ້ອນ ຫຼື ວັດສະດຸເປົ້າໝາຍມີສ່ວນປະກອບໂລຫະປະສົມທີ່ມີຄວາມລະເຫີຍຕ່ຳ ແລະ ກໍລະນີອື່ນໆຂອງຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສາມາດຢູ່ໃນ 2 ~ 15 W / cm2 ຕ່ຳກວ່າຄວາມຕ້ອງການຂອງຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສູງ. ບັນຫາຂອງຄວາມຮ້ອນເກີນໄປຂອງເປົ້າໝາຍສາມາດແກ້ໄຂໄດ້ໂດຍການໃຊ້ກຳມະຈອນພະລັງງານສູງທີ່ແຄບຫຼາຍ. Anders ກຳນົດການສະເປຣເຕີຣິງແມກນີຕຣອນພະລັງງານສູງວ່າເປັນການສະເປຣເຕີຣິງແບບກຳມະຈອນທີ່ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສູງສຸດເກີນຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສະເລ່ຍ 2 ຫາ 3 ລຳດັບຂະໜາດ, ແລະ ການສະເປຣເຕີຣິງໄອອອນເປົ້າໝາຍຄອບງຳຂະບວນການສະເປຣເຕີຣິງ, ແລະ ອະຕອມສະເປຣເຕີຣິງເປົ້າໝາຍຈະແຍກຕົວອອກຈາກກັນສູງ.

ເລກທີ 2 ລັກສະນະຂອງການເຄືອບສະເປເຕີຣິງແມກເນຕຣອນທີ່ມີພະລັງງານສູງ

ການສະເປເຕີຣິນແມກນີຕຣອນທີ່ມີພະລັງງານສູງສາມາດຜະລິດພລາສມາທີ່ມີອັດຕາການແຍກຕົວສູງ ແລະ ພະລັງງານໄອອອນສູງ, ແລະ ສາມາດໃຊ້ຄວາມກົດດັນໄບອັສເພື່ອເລັ່ງໄອອອນທີ່ມີປະຈຸ, ແລະ ຂະບວນການວາງຊັ້ນເຄືອບຈະຖືກລະເບີດດ້ວຍອະນຸພາກພະລັງງານສູງ, ເຊິ່ງເປັນເທັກໂນໂລຢີ IPVD ທົ່ວໄປ. ພະລັງງານໄອອອນ ແລະ ການແຈກຢາຍມີຜົນກະທົບທີ່ສຳຄັນຫຼາຍຕໍ່ຄຸນນະພາບ ແລະ ປະສິດທິພາບຂອງການເຄືອບ.
ກ່ຽວກັບ IPVD, ໂດຍອີງໃສ່ຮູບແບບພາກພື້ນໂຄງສ້າງ Thorton ທີ່ມີຊື່ສຽງ, Anders ໄດ້ສະເໜີຮູບແບບພາກພື້ນໂຄງສ້າງທີ່ປະກອບມີການວາງ plasma ແລະ ການແກະສະຫຼັກໄອອອນ, ຂະຫຍາຍຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງໂຄງສ້າງການເຄືອບ ແລະ ອຸນຫະພູມ ແລະ ຄວາມກົດດັນອາກາດໃນຮູບແບບພາກພື້ນໂຄງສ້າງ Thorton ໄປສູ່ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງໂຄງສ້າງການເຄືອບ, ອຸນຫະພູມ ແລະ ພະລັງງານໄອອອນ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2. ໃນກໍລະນີຂອງການເຄືອບການວາງໄອອອນພະລັງງານຕ່ຳ, ໂຄງສ້າງການເຄືອບສອດຄ່ອງກັບຮູບແບບເຂດໂຄງສ້າງ Thorton. ດ້ວຍການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸນຫະພູມການວາງ, ການປ່ຽນແປງຈາກພາກພື້ນ 1 (ຜລຶກເສັ້ນໄຍທີ່ມີຮູພຸນວ່າງ) ໄປສູ່ພາກພື້ນ T (ຜລຶກເສັ້ນໄຍໜາແໜ້ນ), ພາກພື້ນ 2 (ຜລຶກເສົາ) ແລະ ພາກພື້ນ 3 (ພາກພື້ນການເກີດຜລຶກຄືນໃໝ່); ດ້ວຍການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງພະລັງງານໄອອອນການວາງ, ອຸນຫະພູມການປ່ຽນແປງຈາກພາກພື້ນ 1 ໄປຫາພາກພື້ນ T, ພາກພື້ນ 2 ແລະ ພາກພື້ນ 3 ຫຼຸດລົງ. ຜລຶກເສັ້ນໄຍທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນສູງ ແລະ ຜລຶກເສົາສາມາດກະກຽມໄດ້ທີ່ອຸນຫະພູມຕ່ຳ. ເມື່ອພະລັງງານຂອງໄອອອນທີ່ວາງເພີ່ມຂຶ້ນເປັນລຳດັບ 1-10 eV, ການລະເບີດ ແລະ ການແກະສະຫຼັກໄອອອນເທິງໜ້າຜິວຂອງເຄືອບທີ່ວາງຈະເພີ່ມຂຶ້ນ ແລະ ຄວາມໜາຂອງເຄືອບຈະເພີ່ມຂຶ້ນ.

ໝາຍເລກທີ 3 ການກະກຽມຊັ້ນເຄືອບແຂງໂດຍເຕັກໂນໂລຊີການສະເປເຕີຣິງແມກນີຕຣອນທີ່ມີພະລັງງານສູງ
ການເຄືອບທີ່ກະກຽມໂດຍເທັກໂນໂລຢີການສະເປເຕີຣິງແມກນີຕຣອນພະລັງງານສູງແມ່ນມີຄວາມໜາແໜ້ນກວ່າ, ມີຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກທີ່ດີກວ່າ ແລະ ມີຄວາມໝັ້ນຄົງໃນອຸນຫະພູມສູງ. ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 3, ການເຄືອບ TiAlN ແມກນີຕຣອນແບບທຳມະດາແມ່ນໂຄງສ້າງຜລຶກຮູບເສົາທີ່ມີຄວາມແຂງ 30 GPa ແລະ ໂມດູນຂອງ Young 460 GPa; ການເຄືອບ HIPIMS-TiAlN ມີຄວາມແຂງ 34 GPa ໃນຂະນະທີ່ໂມດູນຂອງ Young ແມ່ນ 377 GPa; ອັດຕາສ່ວນລະຫວ່າງຄວາມແຂງ ແລະ ໂມດູນຂອງ Young ແມ່ນການວັດແທກຄວາມແຂງຂອງສີເຄືອບ. ຄວາມແຂງທີ່ສູງຂຶ້ນ ແລະ ໂມດູນຂອງ Young ທີ່ນ້ອຍກວ່າໝາຍເຖິງຄວາມແຂງທີ່ດີກວ່າ. ການເຄືອບ HIPIMS-TiAlN ມີຄວາມໝັ້ນຄົງໃນອຸນຫະພູມສູງທີ່ດີກວ່າ, ໂດຍມີໄລຍະຫົກຫຼ່ຽມ AlN ຕົກຕະກອນໃນສີເຄືອບ TiAlN ແບບທຳມະດາຫຼັງຈາກການອົບແຫ້ງທີ່ອຸນຫະພູມສູງທີ່ 1,000 °C ເປັນເວລາ 4 ຊົ່ວໂມງ. ຄວາມແຂງຂອງສີເຄືອບຫຼຸດລົງທີ່ອຸນຫະພູມສູງ, ໃນຂະນະທີ່ສີເຄືອບ HIPIMS-TiAlN ຍັງຄົງບໍ່ປ່ຽນແປງຫຼັງຈາກການປຸງແຕ່ງຄວາມຮ້ອນທີ່ອຸນຫະພູມ ແລະ ເວລາດຽວກັນ. ການເຄືອບ HIPIMS-TiAlN ຍັງມີອຸນຫະພູມເລີ່ມຕົ້ນຂອງການຜຸພັງທີ່ອຸນຫະພູມສູງສູງກວ່າການເຄືອບແບບທຳມະດາ. ດັ່ງນັ້ນ, ການເຄືອບ HIPIMS-TiAlN ສະແດງໃຫ້ເຫັນປະສິດທິພາບທີ່ດີກວ່າຫຼາຍໃນເຄື່ອງມືຕັດຄວາມໄວສູງກ່ວາເຄື່ອງມືເຄືອບອື່ນໆທີ່ກະກຽມໂດຍຂະບວນການ PVD.