Réamhrá Teicneolaíochta HiPIMS

Uimh.1 Prionsabal sputtering maighnéadrón ardchumhachta bíogach
Úsáideann an teicníc sputtering maighnéadrón ardchumhachta pulsed buaic-chumhacht buaic ard (2-3 ordú méid níos airde ná sputtering maighnéadrón traidisiúnta) agus timthriall dualgas íseal bíog (0.5% -10%) chun rátaí arda díthiomsaithe miotail (> 50%) a bhaint amach, a Tá sé díorthaithe ó na saintréithe sputtering maighnéadron, mar a thaispeántar i Pic 1, áit a bhfuil an sprioc-dlús reatha buaic I comhréireach leis an chumhacht easpónantúil nth an voltas urscaoileadh U, I = kUn (n tairiseach a bhaineann leis an struchtúr catóide, réimse maighnéadach agus ábhar).Ag dlús cumhachta níos ísle (voltas íseal) is gnách go mbíonn an luach n sa raon 5 go 15;Le méadú ar an voltas urscaoilte, méadaíonn an dlús reatha agus an dlús cumhachta go tapa, agus ag ardvoltas éiríonn an luach n 1 mar gheall ar chaillteanas luí seoil an réimse mhaighnéadaigh.Más rud é ag dlús ísealchumhachta, déantar an t-urscaoileadh gáis a chinneadh ag hiain gháis atá sa ghnáth-mhodh urscaoilte bíogach;más rud é ag dlús ardchumhachta, go n-ardóidh cion na n-ian miotail sa plasma agus aistríonn roinnt ábhar, is é sin sa mhodh féin-sputtering, ie coinnítear an plasma trí ianú cáithníní neodracha sputtered agus iain miotail tánaisteacha, agus adaimh gháis támha Ar nós Ar a úsáidtear ach amháin chun an plasma a adhaint, tar éis a bhfuil na cáithníní miotail sputtered ianaithe in aice leis an sprioc agus luathaithe ar ais chun bombard an sprioc sputtered faoi ghníomhaíocht na réimsí maighnéadacha agus leictreacha a choimeád ar bun an urscaoileadh ard reatha, agus tá an plasma ard cáithníní miotail ianaithe.Mar gheall ar phróiseas sputtering an éifeacht teasa ar an sprioc, d'fhonn oibriú cobhsaí an sprioc in iarratais thionsclaíocha a áirithiú, ní féidir leis an dlús cumhachta a chuirtear i bhfeidhm go díreach ar an sprioc a bheith ró-mhór, go ginearálta fuarú uisce díreach agus seoltacht theirmeach an ábhair sprice. Ba chóir go mbeadh i gcás 25 W / cm2 thíos, fuarú uisce indíreach, tá seoltacht theirmeach an ábhair sprice bocht, tá an t-ábhar sprice de bharr ilroinnt de bharr strus teirmeach nó ábhar sprice comhpháirteanna cóimhiotail íseal so-ghalaithe agus ní féidir ach cásanna eile de dhlús cumhachta a bheith i 2 ~ 15 W / cm2 thíos, i bhfad faoi bhun na gceanglas maidir le dlús ardchumhachta.Is féidir fadhb an róthéamh sprice a réiteach trí úsáid a bhaint as bíoga ardchumhachta an-chúng.Sainmhíníonn Anders sputtering maighnéadrón pulsed ard-chumhachta mar chineál sputtering bíogach nuair a sháraíonn an dlús cumhachta buaic an meán-dlús cumhachta faoi 2 go 3 ordú méide, agus go bhfuil sputtering an ian sputtering i gceannas ar an bpróiseas sputtering, agus tá na sprioc-adaimh sputtering an-dissociated. .

Uimh.2 Na saintréithe a bhaineann le taisceadh sciath sputtering maighnéadrón ardchumhachta bíogach

Is féidir le sputtering maighnéadrón ard-chumhachta pulsed plasma a tháirgeadh le ráta ard díthiomsaithe agus ard-fhuinneamh ian, agus féadann sé brú claonta a chur i bhfeidhm chun na hiain luchtaithe a luasghéarú, agus déantar an próiseas sil-leagan sciath a thumadh ag cáithníní ardfhuinnimh, arb é an teicneolaíocht IPVD tipiciúil é.Tá tionchar an-tábhachtach ag an bhfuinneamh ian agus ag an dáileadh ar cháilíocht agus ar fheidhmíocht sciath.
Maidir le IPVD, bunaithe ar mhúnla cáiliúil réigiún struchtúrach Thorton, mhol Anders múnla réigiún struchtúrach a chuimsíonn taisceadh plasma agus eitseáil ian, leathnaigh sé an gaol idir struchtúr sciath agus teocht agus brú aeir i múnla réigiún struchtúrach Thorton chun an gaol idir struchtúr sciath, teocht agus fuinneamh ian, mar a thaispeántar i Pic 2. I gcás sciath taisceadh ian fuinnimh íseal, cloíonn an struchtúr sciath le múnla crios struchtúr Thorton.Le méadú ar an teocht taisce, an t-aistriú ó réigiún 1 (criostail snáithíní scagach scaoilte) go réigiún T (criostail snáithíní dlúth), réigiún 2 (criostail colún) agus réigiún 3 (réigiún athchriostalaithe);le méadú ar fhuinneamh iain taiscthe, laghdaítear an teocht aistrithe ó réigiún 1 go réigiún T, réigiún 2 agus réigiún 3.Is féidir na criostail snáithíní ard-dlúis agus na criostail columnar a ullmhú ag teocht íseal.Nuair a mhéadaíonn fuinneamh na n-ian taiscthe go dtí an t-ordú 1-10 eV, feabhsaítear bombardú agus eitseáil na n-ian ar dhromchla na brataithe taiscthe agus méadaítear tiús na bratuithe.

Uimh.3 Ullmhú ciseal crua brataithe ag teicneolaíocht sputtering maighnéadrón ardchumhachta pulsed
Tá an sciath ullmhaithe ag teicneolaíocht sputtering maighnéadrón ardchumhachta pulsed níos dlúithe, le hairíonna meicniúla níos fearr agus cobhsaíocht ardteochta.Mar a léirítear i Pic 3, is struchtúr criostail columnar é an sciath TiAlN sputtered maighnéadrón traidisiúnta le cruas 30 GPa agus modulus Young de 460 GPa;is é an sciath HIPIMS-TiAlN cruas 34 GPa agus is é modulus Young 377 GPa;is tomhas é an cóimheas idir cruas agus modulus Young ar chruas an bhrataithe.Ciallaíonn cruas níos airde agus modulus níos lú Young toughness níos fearr.Tá cobhsaíocht ardteochta níos fearr ag an sciath HIPIMS-TiAlN, le céim heicseagánach AlN deasctha sa ghnáthsciath TiAlN tar éis cóireála annealaithe ardteochta ag 1,000 °C ar feadh 4 h.Laghdaíonn cruas an sciath ag teocht ard, agus fanann an sciath HIPIMS-TiAlN gan athrú tar éis cóireála teasa ag an teocht agus an t-am céanna.Tá teocht tosaigh ocsaídiúcháin ardteochta níos airde ag sciath HIPIMS-TiAlN freisin ná mar a bhíonn sciath traidisiúnta.Mar sin, léiríonn an sciath HIPIMS-TiAlN feidhmíocht i bhfad níos fearr in uirlisí gearrtha ardluais ná uirlisí brataithe eile a ullmhaítear le próiseas PVD.