No.1 Principiu di sputtering magnetron pulsatu d'alta putenza
A tecnica di sputtering magnetron pulsatu d'alta putenza usa una putenza di impulsu di punta alta (2-3 ordini di grandezza più altu di a sputtering magnetron convenzionale) è un ciclu di duty duty bassu (0,5% -10%) per ottene un altu tassi di dissociazione di metalli (> 50%), chì hè derivata da e caratteristiche di magnetron sputtering, cum'è mostra in Pic 1, induve a densità di corrente di punta di destinazione I hè proporzionale à l'esponenziale nth putenza di a tensione di scaricamentu U, I = kUn (n hè una custante ligata à a struttura di catode, campu magneticu). è materiale).À densità di putenza più bassu (bassa tensione) u valore n hè di solitu in a gamma di 5 à 15;cù a tensione di scaricamentu crescente, a densità di corrente è a densità di putenza aumentanu rapidamente, è in alta tensione u valore n diventa 1 per via di a perdita di cunfinazione di u campu magneticu.Sè à densità di putenza bassa, a scarica di gasu hè determinata da ioni di gasu chì hè in u modu normale di scaricamentu pulsatu;se à densità di putenza elevata, a proporzione di ioni di metalli in u plasma aumenta è alcuni materiali cambianu, vale à dì in u modu self-sputtering, vale à dì U plasma hè mantinutu da l'ionizazione di particeddi neutri sputtered è ioni metalli secundarii, è atomi di gas inerte. cum'è Ar sò usati solu per ignite u plasma, dopu chì i particeddi di metallu sputtered sò ionizzati vicinu à u mira è accelerated back to bombard the sputtered target under the action of magnets and electric fields to keep the high current discharge, è u plasma hè altamente. particelle metalliche ionizzate.A causa di u prucessu di sputtering di l'effettu di riscaldamentu nantu à u mira, per assicurà u funziunamentu stabile di u mira in l'applicazioni industriali, a densità di putenza direttamente applicata à u mira ùn pò esse troppu grande, in generale u rinfrescante di l'acqua diretta è a conduttività termale di u materiale di destinazione. duverebbe esse in u casu di 25 W / cm2 sottu, rinfrescante indirettu di l'acqua, a cunduttività termale di u materiale di destinazione hè povera, u materiale di destinazione causatu da a frammentazione per u stress termicu o u materiale di destinazione cuntene cumpunenti di lega bassa volatile è altri casi di densità di putenza pò esse solu in. 2 ~ 15 W / cm2 sottu, assai sottu à i requisiti di alta densità di putenza.U prublema di u surriscaldamentu di u mira pò esse risoltu cù l'usu di impulsi d'alta putenza assai stretti.Anders definisce a sputtering di magnetron pulsatu d'alta putenza cum'è un tipu di sputtering pulsatu induve a densità di putenza di punta supera a densità di putenza media da 2 à 3 ordini di grandezza, è a sputtering di ioni di destinazione domina u prucessu di sputtering, è l'atomi di sputtering di destinazione sò assai dissociati. .
No.2 E caratteristiche di a deposizione di rivestimentu di sputtering magnetron pulsatu d'alta putenza
A sputtering magnetron pulsata d'alta putenza pò pruduce plasma cù un altu tassu di dissociazione è una alta energia di ioni, è pò applicà una pressione di preghjudiziu per accelerà l'ioni caricati, è u prucessu di deposizione di revestimentu hè bombardatu da particelle d'alta energia, chì hè una tecnulugia tipica IPVD.L'energia ionica è a distribuzione anu un impattu assai impurtante nantu à a qualità di u revestimentu è u rendiment.
À propositu di IPVD, basatu annantu à u famosu mudellu di a regione strutturale di Thorton, Anders hà prupostu un mudellu di regione strutturale chì include a deposizione di plasma è l'incisione di ioni, allargò a relazione trà a struttura di u revestimentu è a temperatura è a pressione di l'aria in u mudellu di a regione strutturale di Thorton à a relazione trà a struttura di u revestimentu. temperatura è energia ionica, cum'è mostra in Pic 2. In u casu di bassu energia dipusizioni ionica enduite, a struttura di revestimentu conforms à Thorton mudellu zona struttura.Cù l'aumentu di a temperatura di depositu, a transizione da a regione 1 (cristalli di fibra porosa loose) à a regione T (cristalli di fibra densa), a regione 2 (cristalli colonnari) è a regione 3 (regione di recristallizazione);cù l'aumentu di l'energia di i deposizioni, a temperatura di transizione da a regione 1 à a regione T, a regione 2 è a regione 3 diminuite.I cristalli di fibra d'alta densità è i cristalli colonnari ponu esse preparati à bassa temperatura.Quandu l'energia di i ioni dipositati aumenta à l'ordine di 1-10 eV, u bumbardamentu è l'incisione di ioni nantu à a superficia di i revestimenti dipositati hè rinfurzata è u grossu di i rivestimenti hè aumentatu.
No.3 Preparazione di strati di rivestimentu duru da tecnulugia di sputtering magnetron pulsata d'alta putenza
U revestimentu preparatu da a tecnulugia di sputtering magnetron pulsata d'alta putenza hè più densu, cù megliu proprietà meccaniche è stabilità à alta temperatura.Cum'è mostratu in Pic 3, u revestimentu TiAlN sputtered magnetron cunvinziunali hè una struttura di cristalli colonnare cù una durezza di 30 GPa è un modulu di Young di 460 GPa;u revestimentu HIPIMS-TiAlN hè 34 GPa durezza mentri u modulu di Young hè 377 GPa;u rapportu trà a durezza è u modulu di Young hè una misura di a durezza di u revestimentu.Una durezza più alta è un modulu di Young più chjucu significanu una durezza megliu.U revestimentu HIPIMS-TiAlN hà una megliu stabilità à a temperatura alta, cù a fase hexagonale AlN precipitata in u revestimentu TiAlN convenzionale dopu un trattamentu di ricottura à alta temperatura à 1000 ° C per 4 h.A durezza di u revestimentu diminuite à alta temperatura, mentre chì u revestimentu HIPIMS-TiAlN resta invariatu dopu à u trattamentu termale à a stessa temperatura è tempu.U revestimentu HIPIMS-TiAlN hà ancu una temperatura d'iniziu più alta di l'ossidazione à alta temperatura di u revestimentu convenzionale.Dunque, u revestimentu HIPIMS-TiAlN mostra un rendimentu assai megliu in arnesi di taglio ad alta velocità cà l'altri arnesi rivestiti preparati da u prucessu PVD.
Tempu di Postu: Nov-08-2022