הקדמה צו HiPIMS טעכנאָלאָגיע

נומ. 1 פּרינציפּ פון הויך-מאַכט פּולסעד מאַגנעטראָן ספּאַטערינג
די הויך-מאַכט פּולסירטע מאַגנעטראָן ספּאַטערינג טעכניק ניצט הויך שפּיץ פּולס מאַכט (2-3 אָרדערס פון מאַגניטוד העכער ווי קאַנווענשאַנאַל מאַגנעטראָן ספּאַטערינג) און נידעריק פּולס דוטי ציקל (0.5%-10%) צו דערגרייכן הויך מעטאַל דיסאָסיאַטיאָן ראַטעס (>50%), וואָס איז דערייווד פון די מאַגנעטראָן ספּאַטערינג קעראַקטעריסטיקס, ווי געוויזן אין בילד 1, וווּ די שפּיץ ציל קראַנט געדיכטקייט I איז פּראָפּאָרציאָנעל צו די עקספּאָנענציעל n-טע מאַכט פון די דיסטשאַרדזש וואָולטידזש U, I = kUn (n איז אַ קאָנסטאַנט שייך צו די קאַטאָדע סטרוקטור, מאַגנעטיש פעלד און מאַטעריאַל). ביי נידעריקער מאַכט געדיכטקייטן (נידעריק וואָולטידזש) איז דער n ווערט געוויינטלעך אין די קייט פון 5 צו 15; מיט די ינקריסינג דיסטשאַרדזש וואָולטידזש, די קראַנט געדיכטקייט און מאַכט געדיכטקייט פאַרגרעסערן ראַפּאַדלי, און ביי הויך וואָולטידזש ווערט דער n ווערט 1 רעכט צו דעם אָנווער פון מאַגנעטיש פעלד קאַנפיינמאַנט. אויב ביי נידעריק מאַכט געדיכטקייטן, די גאַז דיסטשאַרדזש איז באַשטימט דורך גאַז יאָנען וואָס איז אין די נאָרמאַל פּולסירטע דיסטשאַרדזש מאָדע; אויב ביי הויכע מאַכט געדיכטקייטן, פאַרגרעסערט זיך דער פּראָפּאָרציע פון ​​מעטאַל יאָנען אין דער פּלאַזמע און עטלעכע מאַטעריאַלן טוישן זיך, דאָס הייסט אין דעם זיך-ספּאַטערינג מאָדע, ד"ה די פּלאַזמע ווערט אויפגעהאלטן דורך די ייאַניזאַציע פון ​​​​ספּאַטערד נייטראַל פּאַרטיקאַלז און צווייטיק מעטאַל יאָנען, און ינערט גאַז אַטאָמען ווי אַר ווערן גענוצט בלויז צו אָנצינדן די פּלאַזמע, דערנאָך ווערן די ספּאַטערד מעטאַל פּאַרטיקאַלז יאָניזירט לעבן דעם ציל און אַקסעלערירט צוריק צו באַמבאַרדירן די ספּאַטערד ציל אונטער דער אַקציע פון ​​​​מאַגנעטישע און עלעקטרישע פעלדער צו האַלטן די הויך קראַנט אָפּזאָגן, און די פּלאַזמע איז העכסט ייאַנייזד מעטאַל פּאַרטיקאַלז. צוליב דעם שפּאַטערינג פּראָצעס פֿון דער היץ־עפֿעקט אויפֿן ציל, כּדי צו פֿאַרזיכערן די סטאַבילע אָפּעראַציע פֿונעם ציל אין אינדוסטריעלע אַפּליקאַציעס, קען די מאַכט־געדיכטקייט וואָס ווערט גלייך אָנגעווענדט צום ציל נישט זײַן צו גרויס. בכלל זאָל די דירעקטע וואַסער־קילונג און די טערמישע קאַנדאַקטיוויטי פֿון ציל־מאַטעריאַל זײַן 25 וואט/קמ² נידעריקער. אינדירעקטע וואַסער־קילונג, ווען די טערמישע קאַנדאַקטיוויטי פֿון ציל־מאַטעריאַל איז שלעכט, די ציל־מאַטעריאַל ווערט געפֿירט דורך פֿראַגמענטאַציע צוליב טערמישן דרוק, אָדער די ציל־מאַטעריאַל כּולל נידעריקע פֿליכטיקע צומיש־קאָמפּאָנענטן. אין אַנדערע פֿאַלן קען די מאַכט־געדיכטקייט זײַן בלויז 2 ~ 15 וואט/קמ² נידעריקער, ווײַט אונטער די באַדערפֿנישן פֿון אַ הויכער מאַכט־געדיכטקייט. דאָס פּראָבלעם פֿון איבערהיצונג פֿון ציל קען ווערן געלייזט דורך ניצן זייער שמאָלע הויך־מאַכט־פּולסן. אַנדערס דעפֿינירט הויך־מאַכט־פּולסירט מאַגנעטראָן שפּאַטערינג ווי אַ סאָרט פּולסירט שפּאַטערינג, וואו די שפּיץ־מאַכט־געדיכטקייט איז 2 ביז 3 מאָל גרעסער ווי די דורכשניטלעכע מאַכט־געדיכטקייט, און די ציל־יאָן שפּאַטערינג דאָמינירט דעם שפּאַטערינג־פּראָצעס, און די ציל־ספּאַטערינג־אַטאָמען זענען שטאַרק דיססאָסיירט.

נומ. 2 די קעראַקטעריסטיקס פון הויך-מאַכט פּולסעד מאַגנעטראָן ספּאַטערינג קאָוטינג דעפּאַזישאַן

הויך-מאַכט פּולסירטע מאַגנעטראָן ספּאַטערינג קען פּראָדוצירן פּלאַזמע מיט אַ הויכער דיסאָסיאַציע קורס און הויכער יאָן ענערגיע, און קען אָנווענדן בייאַס דרוק צו פאַרגיכערן די טשאַרדזשד יאָנען, און דער קאָוטינג דעפּאַזישאַן פּראָצעס ווערט באַמבאַרדירט ​​מיט הויך-ענערגיע פּאַרטיקאַלז, וואָס איז אַ טיפּישע IPVD טעכנאָלאָגיע. די יאָן ענערגיע און פאַרשפּרייטונג האָבן אַ זייער וויכטיקע השפּעה אויף די קאָוטינג קוואַליטעט און פאָרשטעלונג.
וועגן IPVD, באזירט אויף דעם בארימטן טהארטאן סטרוקטורעלן ראיאן מאדעל, האט אנדרס פארגעשלאגן א סטרוקטורעלן ראיאן מאדעל וואס נעמט אריין פלאזמע דעפאזיציע און יאן עטשינג, פארברייטערט די באציאונג צווישן באדעקונג סטרוקטור און טעמפעראטור און לופט דרוק אין דעם טהארטאן סטרוקטורעלן ראיאן מאדעל צו דער באציאונג צווישן באדעקונג סטרוקטור, טעמפעראטור און יאן ענערגיע, ווי געוויזן אין בילד 2. אין פאל פון נידריג-ענערגיע יאן דעפאזיציע באדעקונג, פאסט די באדעקונג סטרוקטור צו דעם טהארטאן סטרוקטור זאנע מאדעל. מיטן פארגרעסערן פון דעפאזיציע טעמפעראטור, דער איבערגאנג פון ראיאן 1 (לויזע פאראזע פיבער קריסטאלן) צו ראיאן T (דענסע פיבער קריסטאלן), ראיאן 2 (קאלום קריסטאלן) און ראיאן 3 (רעקריסטאליזאציע ראיאן); מיטן פארגרעסערן פון דעפאזיציע יאן ענערגיע, פארקלענערט זיך די איבערגאנג טעמפעראטור פון ראיאן 1 צו ראיאן T, ראיאן 2 און ראיאן 3. די הויך-דענסיטי פיבער קריסטאלן און קאלום קריסטאלן קענען צוגעגרייט ווערן ביי נידריגע טעמפעראטור. ווען די ענערגיע פון ​​דעפאזיטירטע יאנען פארגרעסערט זיך צו דער סדר פון 1-10 eV, ווערט די באמבארדירונג און עטשינג פון יאנען אויף דער דעפאזיטירטער באדעקונגס אויבערפלאך פארבעסערט און די גרעב פון באדעקונגען ווערט פארגרעסערט.

נומ. 3 צוגרייטונג פון שווערע באַדעקונג שיכט דורך הויך-מאַכט פּולסעד מאַגנעטראָן ספּאַטערינג טעכנאָלאָגיע
די קאָוטינג צוגעגרייט דורך הויך-מאַכט פּולסעד מאַגנעטראָן ספּאַטערינג טעכנאָלאָגיע איז געדיכטער, מיט בעסערע מעכאַנישע אייגנשאַפטן און הויך טעמפּעראַטור סטאַביליטעט. ווי געוויזן אין בילד 3, די קאַנווענשאַנאַל מאַגנעטראָן ספּאַטערד TiAlN קאָוטינג איז אַ קאָלומנאַר קריסטאַל סטרוקטור מיט אַ כאַרדנאַס פון 30 GPa און אַ יאַנג ס מאָדולוס פון 460 GPa; די HIPIMS-TiAlN קאָוטינג איז 34 GPa כאַרדנאַס בשעת די יאַנג ס מאָדולוס איז 377 GPa; די פאַרהעלטעניש צווישן כאַרדנאַס און יאַנג ס מאָדולוס איז אַ מאָס פון די טאַפנאַס פון די קאָוטינג. העכער כאַרדנאַס און קלענערער יאַנג ס מאָדולוס מיינען בעסער טאַפנאַס. די HIPIMS-TiAlN קאָוטינג האט בעסער הויך טעמפּעראַטור סטאַביליטעט, מיט AlN העקסאַגאָנאַל פאַסע פּריסיפּיטייטיד אין די קאַנווענשאַנאַל TiAlN קאָוטינג נאָך הויך טעמפּעראַטור אַנילינג באַהאַנדלונג ביי 1,000 °C פֿאַר 4 שעה. די כאַרדנאַס פון די קאָוטינג דיקריסיז ביי הויך טעמפּעראַטור, בשעת די HIPIMS-TiAlN קאָוטינג בלייבט אַנטשיינדזשד נאָך היץ באַהאַנדלונג ביי דער זעלביקער טעמפּעראַטור און צייט. HIPIMS-TiAlN קאָוטינג האט אויך אַ העכערע אָנהייב טעמפּעראַטור פון הויך טעמפּעראַטור אַקסאַדיישאַן ווי קאַנווענשאַנאַל קאָוטינג. דעריבער, די HIPIMS-TiAlN קאָוטינג ווייזט פיל בעסער פאָרשטעלונג אין הויך-גיכקייַט קאַטינג מכשירים ווי אנדערע קאָוטאַד מכשירים צוגעגרייט דורך PVD פּראָצעס.