Cyflwyniad Technoleg HiPIMS

Rhif 1 Egwyddor sputtering magnetron pðer uchel
Mae'r dechneg sputtering magnetron pŵer uchel yn defnyddio pŵer pwls brig uchel (2-3 gorchymyn o faint yn uwch na sputtering magnetron confensiynol) a chylchred dyletswydd pwls isel (0.5% -10%) i gyflawni cyfraddau daduniad metel uchel (> 50%), sy'n yn deillio o nodweddion sputtering magnetron, fel y dangosir yn Pic 1, lle mae'r dwysedd cerrynt targed brig I yn gymesur â phŵer nfed esbonyddol y foltedd rhyddhau U, I = kUn (mae n yn gyson sy'n gysylltiedig â'r strwythur catod, maes magnetig a deunydd).Ar ddwysedd pŵer is (foltedd isel) mae'r gwerth n fel arfer yn yr ystod o 5 i 15;gyda'r foltedd rhyddhau cynyddol, mae'r dwysedd presennol a'r dwysedd pŵer yn cynyddu'n gyflym, ac ar foltedd uchel mae'r gwerth n yn dod yn 1 oherwydd colli cyfyngiad maes magnetig.Os ar ddwysedd pŵer isel, mae'r gollyngiad nwy yn cael ei bennu gan ïonau nwy sydd yn y modd rhyddhau pwls arferol;os ar ddwysedd pŵer uchel, mae cyfran yr ïonau metel yn y plasma yn cynyddu ac mae rhai deunyddiau'n newid, hynny yw yn y modd hunan-sputtering, hy Mae'r plasma'n cael ei gynnal trwy ïoneiddiad gronynnau niwtral sputtered ac ïonau metel eilaidd, ac atomau nwy anadweithiol fel Ar yn cael eu defnyddio i danio'r plasma yn unig, ac ar ôl hynny mae'r gronynnau metel sputtered yn cael eu ïoneiddio ger y targed a'u cyflymu yn ôl i beledu'r targed sputtered o dan weithred meysydd magnetig a thrydan i gynnal y gollyngiad cerrynt uchel, ac mae'r plasma yn uchel gronynnau metel ionized.Oherwydd y broses sputtering o'r effaith wresogi ar y targed, er mwyn sicrhau gweithrediad sefydlog y targed mewn cymwysiadau diwydiannol, ni all y dwysedd pŵer a gymhwysir yn uniongyrchol i'r targed fod yn rhy fawr, yn gyffredinol oeri dŵr uniongyrchol a dargludedd thermol deunydd targed dylai fod yn achos 25 W / cm2 isod, oeri dŵr anuniongyrchol, deunydd targed dargludedd thermol yn wael, deunydd targed a achosir gan darnio oherwydd straen thermol neu ddeunydd targed yn cynnwys cydrannau aloi anweddol isel a gall achosion eraill o ddwysedd pŵer yn unig yn 2 ~ 15 W / cm2 isod, ymhell islaw gofynion dwysedd pŵer uchel.Gellir datrys problem gorgynhesu targed trwy ddefnyddio corbys pŵer uchel cul iawn.Mae Anders yn diffinio sputtering magnetron pulsed pŵer uchel fel math o sputtering pwls lle mae'r dwysedd pŵer brig yn fwy na'r dwysedd pŵer cyfartalog o 2 i 3 gorchymyn maint, ac mae'r sputtering ïon targed yn dominyddu'r broses sputtering, ac mae'r atomau sputtering targed yn hynod ddatgysylltu .

Rhif 2 Mae nodweddion pŵer uchel pulsed magnetron sputtering dyddodiad cotio

Gall sputtering magnetron pwer uchel gynhyrchu plasma â chyfradd daduniad uchel ac egni ïon uchel, a gall gymhwyso pwysau rhagfarn i gyflymu'r ïonau gwefredig, ac mae'r broses dyddodi cotio yn cael ei beledu gan ronynnau ynni uchel, sy'n dechnoleg IPVD nodweddiadol.Mae ynni a dosbarthiad ïon yn cael effaith bwysig iawn ar ansawdd a pherfformiad cotio.
Ynglŷn â IPVD, yn seiliedig ar fodel rhanbarth strwythurol enwog Thorton, cynigiodd Anders fodel rhanbarth strwythurol sy'n cynnwys dyddodiad plasma ac ysgythru ïon, ymestyn y berthynas rhwng strwythur cotio a thymheredd a phwysedd aer ym model rhanbarth strwythurol Thorton i'r berthynas rhwng strwythur cotio, tymheredd ac ynni ïon, fel y dangosir yn Pic 2. Yn achos cotio dyddodiad ïon ynni isel, mae'r strwythur cotio yn cydymffurfio â model parth strwythur Thorton.Gyda'r cynnydd mewn tymheredd dyddodiad, mae'r newid o ranbarth 1 (crisialau ffibr mandyllog rhydd) i ranbarth T (crisialau ffibr trwchus), rhanbarth 2 (crisialau colofn) a rhanbarth 3 (rhanbarth ailgrisialu);gyda chynnydd mewn ynni ïon dyddodiad, mae'r tymheredd trosglwyddo o ranbarth 1 i ranbarth T, rhanbarth 2 a rhanbarth 3 yn gostwng.Gellir paratoi'r crisialau ffibr dwysedd uchel a'r crisialau colofnog ar dymheredd isel.Pan fydd egni ïonau a adneuwyd yn cynyddu i 1-10 eV, mae peledu ac ysgythru ïonau ar wyneb y haenau a adneuwyd yn cael ei wella a chynyddir trwch y haenau.

Rhif 3 Paratoi haen caled araen gan bŵer uchel pulsed magnetron sputtering technoleg
Mae'r cotio a baratowyd gan dechnoleg sputtering magnetron pŵer uchel yn ddwysach, gyda gwell priodweddau mecanyddol a sefydlogrwydd tymheredd uchel.Fel y dangosir yn Pic 3, mae'r cotio TiAlN troellog magnetron confensiynol yn strwythur grisial colofnog gyda chaledwch o 30 GPa a modwlws Young o 460 GPa;y gorchudd HIPIMS-TiAlN yn 34 GPa caledwch tra modwl yr Young yn 377 GPa;mae'r gymhareb rhwng caledwch a modwlws Young yn fesur o wydnwch y cotio.Mae caledwch uwch a modwlws Young llai yn golygu gwell caledwch.Mae gan y cotio HIPIMS-TiAlN well sefydlogrwydd tymheredd uchel, gyda chyfnod hecsagonol AlN wedi'i waddodi yn y cotio TiAlN confensiynol ar ôl triniaeth anelio tymheredd uchel ar 1,000 ° C am 4 h.Mae caledwch y cotio yn gostwng ar dymheredd uchel, tra bod y cotio HIPIMS-TiAlN yn aros yn ddigyfnewid ar ôl triniaeth wres ar yr un tymheredd ac amser.Mae gan cotio HIPIMS-TiAlN hefyd dymheredd cychwyn uwch o ocsidiad tymheredd uchel na gorchudd confensiynol.Felly, mae cotio HIPIMS-TiAlN yn dangos perfformiad llawer gwell mewn offer torri cyflym nag offer gorchuddio eraill a baratowyd gan broses PVD.