№1 Yuqori quvvatli impulsli magnetronli purkash printsipi
Yuqori quvvatli impulsli magnetronli püskürtme texnikasi yuqori cho'qqi impuls kuchidan (odatiy magnetronli püskürtmeden 2-3 daraja yuqori) va past pulsli ish siklidan (0,5% -10%) foydalanadi, bu yuqori metall dissotsilanish tezligiga (>50%) erishish uchun, bu magnetronning purkash xususiyatlaridan kelib chiqadi, bu erda Pic 1-da ko'rsatilganidek. deşarj kuchlanishining eksponentsial n-chi kuchi U, I = kUn (n - katod tuzilishi, magnit maydon va material bilan bog'liq doimiydir). Pastroq quvvat zichligida (past kuchlanish) n qiymati odatda 5 dan 15 gacha; ortib borayotgan tushirish kuchlanishi bilan oqim zichligi va quvvat zichligi tez o'sib boradi va yuqori kuchlanishda magnit maydon chegarasining yo'qolishi tufayli n qiymati 1 ga aylanadi. Agar quvvat zichligi past bo'lsa, gazning chiqishi normal impulsli tushirish rejimida bo'lgan gaz ionlari bilan aniqlanadi; agar yuqori quvvat zichligida plazmadagi metall ionlarining ulushi ortadi va ba'zi materiallar o'zgarib ketsa, ya'ni o'z-o'zidan chayqalish rejimida bo'lsa, ya'ni plazma purkalgan neytral zarralar va ikkilamchi metall ionlarining ionlanishi orqali saqlanadi va Ar kabi inert gaz atomlari faqat plazmani yoqish uchun ishlatiladi, shundan so'ng metalllashtirilgan zarrachalar zarrachaga aylanadi. magnit va elektr maydonlari ta'sirida purkalgan nishonni yuqori oqim oqimini ushlab turish uchun bombardimon qiling va plazma yuqori darajada ionlangan metall zarralari. Nishonga isitish ta'sirining püskürtülmesi jarayoni tufayli sanoat ilovalarida nishonning barqaror ishlashini ta'minlash uchun to'g'ridan-to'g'ri nishonga qo'llaniladigan quvvat zichligi juda katta bo'lishi mumkin emas, odatda to'g'ridan-to'g'ri suvni sovutish va maqsadli materialning issiqlik o'tkazuvchanligi pastda 25 Vt / sm2 bo'lishi kerak, bilvosita suv sovutish, maqsadli materialning issiqlik o'tkazuvchanligi past bo'lgan maqsadli material tufayli maqsadli materialning past kuchlanishiga ega bo'lishi kerak. uchuvchi qotishma komponentlar va boshqa quvvat zichligi holatlari faqat 2 ~ 15 Vt / sm2 pastda, yuqori quvvat zichligi talablaridan ancha past bo'lishi mumkin. Maqsadli qizib ketish muammosi juda tor yuqori quvvatli impulslar yordamida hal qilinishi mumkin. Anders yuqori quvvatli impulsli magnetronli chayqalishni impulsli chayqalishning bir turi sifatida belgilaydi, bunda eng yuqori quvvat zichligi o'rtacha quvvat zichligidan 2 dan 3 gacha bo'lgan darajaga oshadi va maqsadli ionlarning püskürtülmesi püskürtme jarayonida ustunlik qiladi va maqsadli püskürtme atomlari yuqori darajada dissotsiatsiyalanadi.
№2 Yuqori quvvatli impulsli magnetronli purkash qoplamasining cho'ktirilishining xususiyatlari
Yuqori quvvatli impulsli magnetronli püskürtme yuqori dissotsiatsiya tezligi va yuqori ion energiyasi bilan plazma ishlab chiqarishi mumkin va zaryadlangan ionlarni tezlashtirish uchun yon bosimni qo'llashi mumkin va qoplamani cho'ktirish jarayoni odatda IPVD texnologiyasi bo'lgan yuqori energiyali zarralar tomonidan bombardimon qilinadi. Ion energiyasi va taqsimoti qoplama sifati va ishlashiga juda muhim ta'sir ko'rsatadi.
IPVD haqida, mashhur Torton strukturaviy mintaqa modeliga asoslanib, Anders plazma yotqizish va ion parchalanishini o'z ichiga olgan tizimli mintaqa modelini taklif qildi, Torton strukturaviy mintaqa modelidagi qoplama tuzilishi va harorat va havo bosimi o'rtasidagi munosabatlarni 2-rasmda ko'rsatilganidek, qoplama tuzilishi, harorat va ion energiyasi o'rtasidagi munosabatlarga kengaytirdi. model. Cho'kma haroratining oshishi bilan 1-hududdan (bo'sh g'ovakli tola kristallari) mintaqa T (zich tolali kristallar), 2-hudud (ustunli kristallar) va 3-hududga (qayta kristallanish hududi) o'tish; cho'kma ion energiyasining ortishi bilan 1-hududdan T mintaqaga, 2-mintaqa va 3-hududga o'tish harorati pasayadi. Yuqori zichlikdagi tolali kristallar va ustunli kristallar past haroratda tayyorlanishi mumkin. Cho'kilgan ionlarning energiyasi 1-10 eV darajasiga ko'tarilganda, yotqizilgan qoplamalar yuzasida ionlarning bombardimon va o'chirilishi kuchayadi va qoplamalar qalinligi ortadi.
№3 Yuqori quvvatli impulsli magnetronli püskürtme texnologiyasi bo'yicha qattiq qoplama qatlamini tayyorlash
Yuqori quvvatli impulsli magnetronli püskürtme texnologiyasi bilan tayyorlangan qoplama zichroq, yaxshi mexanik xususiyatlarga va yuqori harorat barqarorligiga ega. 3-rasmda ko'rsatilganidek, an'anaviy magnetronli TiAlN qoplamasi qattiqligi 30 GPa va Young moduli 460 GPa bo'lgan ustunli kristall strukturadir; HIPIMS-TiAlN qoplamasining qattiqligi 34 GPa, Young moduli esa 377 GPa; qattiqlik va Young moduli o'rtasidagi nisbat qoplamaning qattiqligining o'lchovidir. Yuqori qattiqlik va kichikroq Young moduli yaxshi qattiqlikni anglatadi. HIPIMS-TiAlN qoplamasi yuqori harorat barqarorligiga ega, AlN olti burchakli fazasi an'anaviy TiAlN qoplamasida 1000 °C da 4 soat davomida yuqori haroratli tavlanish bilan ishlov berilgandan so'ng cho'kadi. Yuqori haroratda qoplamaning qattiqligi pasayadi, HIPIMS-TiAlN qoplamasi esa bir xil harorat va vaqtdagi issiqlik bilan ishlov berishdan keyin o'zgarishsiz qoladi. HIPIMS-TiAlN qoplamasi, shuningdek, an'anaviy qoplamaga qaraganda yuqori haroratli oksidlanishning yuqori boshlang'ich haroratiga ega. Shu sababli, HIPIMS-TiAlN qoplamasi PVD jarayoni bilan tayyorlangan boshqa qoplamali asboblarga qaraganda yuqori tezlikda kesish asboblarida ancha yaxshi ish faoliyatini ko'rsatadi.
Yuborilgan vaqt: 2022 yil 08-noyabr