No.1 Ilana ti agbara giga ti a fi agbara mu magnetron sputtering
Ọ̀nà ìṣiṣẹ́ magnetron tó lágbára gíga ń lo agbára ìṣiṣẹ́ tó ga jùlọ (ìpele 2-3 tó ga ju ìṣiṣẹ́ magnetron tó wọ́pọ̀ lọ) àti ìṣiṣẹ́ pulse tó kéré (0.5%-10%) láti ṣe àṣeyọrí àwọn ìwọ̀n ìpínyà irin tó ga (>50%), èyí tó wá láti inú àwọn ànímọ́ ìṣiṣẹ́ magnetron, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú Àwòrán 1, níbi tí ìwọ̀n ìṣiṣẹ́ tó ga jùlọ I bá agbára exponential nth ti voltage ìṣiṣẹ́ U mu, I = kUn (n jẹ́ ohun tó dúró ní ìbámu pẹ̀lú ètò cathode, pápá magnetic àti ohun èlò). Ní ìwọ̀n agbára tó kéré jùlọ (voltage tó kéré jùlọ) iye n sábà máa ń wà láàárín 5 sí 15; pẹ̀lú bí folti ìṣiṣẹ́ ṣe ń pọ̀ sí i, ìwọ̀n ìṣiṣẹ́ àti ìwọ̀n agbára máa ń pọ̀ sí i kíákíá, àti ní folti tó ga jùlọ iye n máa ń di 1 nítorí pípadánù ìdènà magnetic field. Tí ó bá wà ní ìwọ̀n agbára tó kéré, ìtújáde gaasi ni a máa ń pinnu nípasẹ̀ àwọn ion gaasi tó wà ní ipò ìtújáde pulsed déédé; Tí ó bá jẹ́ pé agbára gíga ni ó wà, ìpín àwọn ion irin nínú plasma pọ̀ sí i, àwọn ohun èlò kan sì yípadà, èyí tí ó wà ní ipò ìfúnpọ̀ ara-ẹni, ìyẹn ni pé plasma náà ni a ń tọ́jú nípa ionization ti àwọn ion irin aláilẹ́gbẹ́ tí a ti fọ́ àti àwọn ion irin kejì, àti àwọn átọ̀mù gaasi aláìlágbára bíi Ar ni a ń lò láti tan plasma náà, lẹ́yìn èyí ni a ó fi ion àwọn ion irin tí a ti fọ́ síta súnmọ́ ibi tí a fẹ́ lọ, tí a ó sì yára padà láti ba ibi tí a fẹ́ lọ jẹ́ lábẹ́ iṣẹ́ àwọn pápá magnetic àti electric láti mú kí ìtújáde agbára gíga náà wà, plasma náà sì jẹ́ àwọn ion irin tí a ti fọ́ síta gidigidi. Nítorí ìlànà ìgbóná tí ipa ìgbóná lórí àfojúsùn náà, láti rí i dájú pé iṣẹ́ tí a fẹ́ ṣe dúró ṣinṣin nínú àwọn ohun èlò ilé-iṣẹ́, agbára tí a fi sí àfojúsùn náà kò le tóbi jù, omi tí ó tààrà àti agbára ìgbóná ohun èlò tí a fẹ́ ṣe gbọ́dọ̀ wà ní ipò 25 W / cm2 ní ìsàlẹ̀, omi tí ó tààrà, agbára ìgbóná ohun èlò tí a fẹ́ ṣe kò dára, ohun èlò tí a fẹ́ ṣe nítorí ìfọ́ tí ó tàn kálẹ̀ nítorí wàhálà ooru tàbí ohun èlò tí a fẹ́ ṣe kò dára, àwọn ohun èlò tí a fẹ́ ṣe nítorí ìfọ́ tí ó tàn kálẹ̀ nítorí wàhálà ooru tàbí ohun èlò tí a fẹ́ ṣe kò ní àwọn èròjà alloy tí ó yípadà díẹ̀, àti àwọn ọ̀ràn mìíràn ti agbára ìgbóná agbára lè wà ní 2 ~ 15 W / cm2 ní ìsàlẹ̀, tí ó jìnnà sí àwọn ohun tí a fẹ́ fún agbára gíga. Anders túmọ̀ agbára ìgbóná agbára gíga gẹ́gẹ́ bí irú agbára ìgbóná agbára níbi tí agbára ìpele náà ti kọjá agbára ìpele àpapọ̀ nípa ìpele 2 sí 3 ti ìwọ̀n, àti agbára ìgbóná agbára gíga náà ń jọba lórí ìlànà ìgbóná agbára, àti àwọn átọ̀mù ìgbóná agbára tí a fẹ́ ṣe kò ní ìsopọ̀ púpọ̀.
No.2 Awọn abuda ti ga agbara pulsed magnetron sputtering bo idogo
Ìfọ́ magnetron tó ní agbára gíga lè mú kí plasma jáde pẹ̀lú ìwọ̀n ìpínyà gíga àti agbára ion tó ga, ó sì lè lo ìfúnpọ̀ láti mú kí àwọn ion tó ní agbára pọ̀ sí i yára, àti pé àwọn èròjà alágbára gíga máa ń bomi papọ̀, èyí tó jẹ́ ìmọ̀ ẹ̀rọ IPVD tó wọ́pọ̀. Agbára ion àti ìpínkiri rẹ̀ ní ipa pàtàkì lórí dídára ìbòrí àti iṣẹ́ rẹ̀.
Nípa IPVD, tí a gbé kalẹ̀ lórí àwòṣe agbègbè ìṣètò Thorton tí ó gbajúmọ̀, Anders dábàá àwòṣe agbègbè ìṣètò kan tí ó ní ìdènà plasma àti ìdènà ion, ó mú ìbáṣepọ̀ láàrín ìṣètò ìbòrí àti ìwọ̀n otútù àti ìfúnpá afẹ́fẹ́ nínú àwòṣe agbègbè ìṣètò Thorton pọ̀ sí ìbáṣepọ̀ láàrín ìṣètò ìbòrí, ìwọ̀n otútù àti agbára ion, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú Àwòrán 2. Nínú ọ̀ràn ìdènà ion agbára kékeré, ìṣètò ìbòrí náà bá àwòṣe agbègbè ìṣètò Thorton mu. Pẹ̀lú bí ìwọ̀n otútù ìbòrí ṣe ń pọ̀ sí i, ìyípadà láti agbègbè 1 (àwọn kirisita okun oníhò tí ó ní ihò) sí agbègbè T (àwọn kirisita okun oníhò tí ó nípọn), agbègbè 2 (àwọn kirisita columnar) àti agbègbè 3 (agbègbè ìtúnṣe); pẹ̀lú bí agbára ion ìbòrí ṣe ń pọ̀ sí i, ìwọ̀n otútù ìyípadà láti agbègbè 1 sí agbègbè T, agbègbè 2 àti agbègbè 3 ṣe ń dínkù. Àwọn kirisita okun oníwọ̀n gíga àti àwọn kirisita columnar ni a lè pèsè ní ìwọ̀n otútù kékeré. Nígbà tí agbára àwọn ions tí a fi sílẹ̀ bá pọ̀ sí ìtòlẹ́sẹẹsẹ 1-10 eV, ìbọn àti ìdènà àwọn ions lórí ojú àwọn ìbòrí tí a fi sílẹ̀ a mú pọ̀ sí i, a sì mú kí ìwọ̀n àwọn ìbòrí pọ̀ sí i.
No.3 Igbaradi ti fẹlẹfẹlẹ ti a fi awọ bo lile nipasẹ imọ-ẹrọ magnetron sputtering agbara giga
Ìbòrí tí a pèsè nípasẹ̀ ìmọ̀-ẹ̀rọ ìgbóná agbára gíga tí a fi agbára pulsed magnetron sputtering ṣe jẹ́ kíkún sí i, pẹ̀lú àwọn ànímọ́ ẹ̀rọ tí ó dára jù àti ìdúróṣinṣin iwọ̀n otútù gíga. Gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú Pic 3, ìbòrí magnetron sputtered TiAlN ìbílẹ̀ jẹ́ ìrísí crystal columnar pẹ̀lú líle ti 30 GPa àti modulus Young ti 460 GPa; ìbòrí HIPIMS-TiAlN jẹ́ líle ti 34 GPa nígbà tí modulus Young jẹ́ 377 GPa; ìpíndọ́gba láàárín líle àti modulus Young jẹ́ ìwọ̀n líle ti ìbòrí náà. Líle gíga àti modulus Young kékeré túmọ̀ sí líle tí ó dára jù. Ìbòrí HIPIMS-TiAlN ní ìdúróṣinṣin iwọ̀n otútù gíga tí ó dára jù, pẹ̀lú ìpele hexagonal AlN tí a fa jáde nínú ìbòrí TiAlN ìbílẹ̀ lẹ́yìn ìtọ́jú ìgbóná otutu gíga ní 1,000 °C fún wákàtí 4. Líle ti ìbòrí náà ń dínkù ní iwọ̀n otútù gíga, nígbà tí ìbòrí HIPIMS-TiAlN kò yí padà lẹ́yìn ìtọ́jú ooru ní iwọ̀n otútù kan náà àti àkókò kan náà. Àwọ̀ HIPIMS-TiAlN tún ní ìwọ̀n otútù ìbẹ̀rẹ̀ tó ga ju ti ìbòrí ìbílẹ̀ lọ. Nítorí náà, àwọ̀ HIPIMS-TiAlN fi iṣẹ́ tó dára jù hàn nínú àwọn irinṣẹ́ gígé iyàrá gíga ju àwọn irinṣẹ́ mìíràn tí a fi ìbòrí ṣe tí a pèsè nípasẹ̀ ìlànà PVD lọ.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù kọkànlá-08-2022