Принсипи №1 пошидани магнетронии импулсии баландқувват
Техникаи пошидани магнетронии импулсии пуриқтидор қувваи импулси баланди қулла (2-3 тартиби бузургтар аз пошидани магнетронии анъанавӣ) ва давраи пасти вазифаи импулсро (0,5%-10%) барои ноил шудан ба суръати баланди диссотсиатсияи металл (>50%) истифода мебарад, ки аз хусусиятҳои пошидани магнетрон гирифта шудааст, чунон ки дар расми 1 нишон дода шудааст, ки дар он зичии ҷараёни мақсадноки қулла I ба қувваи экспоненсиалии n-уми шиддати разряд U мутаносиб аст, I = kUn (n як доимии марбут ба сохтори катод, майдони магнитӣ ва мавод аст). Дар зичии пасти қувва (шиддати паст) арзиши n одатан дар диапазони 5 то 15 аст; бо афзоиши шиддати разряд, зичии ҷараён ва зичии қувва зуд меафзояд ва дар шиддати баланд арзиши n ба 1 табдил меёбад, зеро аз даст додани маҳдудияти майдони магнитӣ ба вуҷуд меояд. Агар дар зичии пасти қувва, разряд аз ҷониби ионҳои газ муайян карда мешавад, ки дар ҳолати муқаррарии разрядкунии импулсӣ қарор доранд; Агар дар зичии баланди қувва, таносуби ионҳои металлӣ дар плазма зиёд шавад ва баъзе маводҳо иваз шаванд, яъне дар ҳолати худпошӣ қарор доранд, яъне плазма бо ионизатсияи зарраҳои нейтралии пошидашуда ва ионҳои дуюмдараҷаи металлӣ нигоҳ дошта мешавад ва атомҳои гази инертӣ ба монанди Ar танҳо барои афрӯхтани плазма истифода мешаванд, ки пас аз он зарраҳои металлии пошидашуда дар наздикии ҳадаф ионизатсия карда мешаванд ва барои бомбаборон кардани ҳадафи пошидашуда таҳти таъсири майдонҳои магнитӣ ва электрикӣ барои нигоҳ доштани разряди баланди ҷараён суръат мегиранд ва плазма зарраҳои металлии хеле ионизатсияшуда мебошад. Аз сабаби раванди пошидани таъсири гармкунӣ ба ҳадаф, бо мақсади таъмини кори устувори ҳадаф дар барномаҳои саноатӣ, зичии қувваи мустақим ба ҳадаф набояд хеле калон бошад, одатан хунуккунии мустақими об ва гузаронандагии гармии маводи мақсаднок бояд дар ҳолати 25 Вт / см2 камтар бошад, хунуккунии ғайримустақими об, гузаронандагии гармии маводи мақсаднок бад аст, маводи мақсаднок, ки аз сабаби порашавӣ аз сабаби стресси гармӣ ё дорои ҷузъҳои хӯлаи пасти ноустувор ба вуҷуд омадааст ва дигар ҳолатҳои зичии қудрат метавонад танҳо дар 2 ~ 15 Вт / см2 камтар бошад, ки аз талаботи зичии қувваи баланд хеле пасттар аст. Мушкилоти аз ҳад зиёд гарм шудани ҳадафро метавон бо истифода аз импулсҳои хеле танг ва қувваи баланд ҳал кард. Андерс пошидани магнетронии импулсии қувваи баландро ҳамчун як навъи пошидани импулсӣ муайян мекунад, ки дар он зичии қуллаи қувваи қувва аз зичии миёнаи қувваи барқ 2 то 3 дараҷа зиёд аст ва пошидани иони ҳадаф раванди пошиданиро бартарӣ медиҳад ва атомҳои пошидани ҳадаф хеле парокандаанд.
№2 Хусусиятҳои таҳшиншавии пӯшиши пошидани магнетронии импулсии баландқувват
Пошидани магнетронии импулсии пуриқтидор метавонад плазмаро бо суръати баланди диссотсиатсия ва энергияи баланди ионҳо ба вуҷуд орад ва метавонад фишори ғаразнокро барои суръат бахшидан ба ионҳои заряднок истифода барад ва раванди ҷойгиркунии рӯйпӯш аз ҷониби зарраҳои энергияи баланд бомбаборон карда мешавад, ки ин як технологияи хоси IPVD мебошад. Энергия ва тақсимоти ионҳо ба сифат ва самаранокии рӯйпӯш таъсири хеле муҳим доранд.
Дар бораи IPVD, бар асоси модели машҳури минтақаи сохтории Торн, Андерс модели минтақаи сохториро пешниҳод кард, ки таҳшиншавии плазма ва кандакории ионро дар бар мегирад, ки робитаи байни сохтори пӯшиш ва ҳарорат ва фишори ҳаворо дар модели минтақаи сохтории Торн то робитаи байни сохтори пӯшиш, ҳарорат ва энергияи ион васеъ кард, чунон ки дар расми 2 нишон дода шудааст. Дар мавриди пӯшиши таҳшиншавии ионҳои камэнергия, сохтори пӯшиш ба модели минтақаи сохтории Торн мувофиқат мекунад. Бо афзоиши ҳарорати таҳшиншавӣ, гузариш аз минтақаи 1 (кристаллҳои нахи сӯрохи фуҷур) ба минтақаи T (кристаллҳои нахи зич), минтақаи 2 (кристаллҳои сутунӣ) ва минтақаи 3 (минтақаи аз нав кристаллшавӣ) ба амал меояд; бо афзоиши энергияи ионҳои таҳшиншавӣ, ҳарорати гузариш аз минтақаи 1 ба минтақаи T, минтақаи 2 ва минтақаи 3 кам мешавад. Кристаллҳои нахи зичии баланд ва кристаллҳои сутуншаклро метавон дар ҳарорати паст омода кард. Вақте ки энергияи ионҳои таҳшиншуда то тартиби 1-10 эВ афзоиш меёбад, бомбабордкунӣ ва кандакории ионҳо дар сатҳи пӯшишҳои таҳшиншуда афзоиш меёбад ва ғафсии пӯшишҳо зиёд мешавад.
№3 Омодасозии қабати рӯйпӯши сахт бо истифода аз технологияи пошидани магнетронии импулсии баландқувват
Рӯйпӯше, ки бо технологияи пошидани магнетронии импулсии пуриқтидори баланд омода карда шудааст, зичтар буда, хосиятҳои механикии беҳтар ва устувории ҳарорати баланд дорад. Тавре ки дар расми 3 нишон дода шудааст, рӯйпӯши анъанавии TiAlN бо пошидани магнетрон сохтори кристаллии сутуншакл бо сахтии 30 ГПа ва модули Янг 460 ГПа мебошад; рӯйпӯши HIPIMS-TiAlN сахтии 34 ГПа дар ҳоле ки модули Янг 377 ГПа аст; таносуби байни сахтӣ ва модули Янг ченаки устувории рӯйпӯш аст. Сахтии баландтар ва модули хурдтари Янг маънои устувории беҳтарро дорад. Рӯйпӯши HIPIMS-TiAlN устувории беҳтари ҳарорати баланд дорад, ки фазаи шашкунҷаи AlN пас аз коркарди гармкунии ҳарорати баланд дар 1000 °C барои 4 соат дар рӯйпӯши анъанавии TiAlN ҷойгир мешавад. Сахтии рӯйпӯш дар ҳарорати баланд коҳиш меёбад, дар ҳоле ки рӯйпӯши HIPIMS-TiAlN пас аз коркарди гармӣ дар ҳамон ҳарорат ва вақт бетағйир мемонад. Пӯшиши HIPIMS-TiAlN инчунин нисбат ба рӯйпӯши анъанавӣ ҳарорати баланди оксидшавии баландро дорад. Аз ин рӯ, рӯйпӯши HIPIMS-TiAlN дар асбобҳои буриши баландсуръат нисбат ба дигар асбобҳои рӯйпӯшшуда, ки бо раванди PVD омода карда мешаванд, самаранокии хеле беҳтарро нишон медиҳад.
Вақти нашр: 08 ноябри соли 2022