HiPIMS ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಪರಿಚಯ

No.1 ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಪಲ್ಸ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ತತ್ವ
ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಪಲ್ಸ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ತಂತ್ರವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೆಟಲ್ ಡಿಸೋಸಿಯೇಶನ್ ದರಗಳನ್ನು (>50%) ಸಾಧಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪೀಕ್ ಪಲ್ಸ್ ಪವರ್ (ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ಗಿಂತ 2-3 ಆರ್ಡರ್ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣ) ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಪಲ್ಸ್ ಡ್ಯೂಟಿ ಸೈಕಲ್ (0.5% -10%) ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. Pic 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದ ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಗರಿಷ್ಠ ಗುರಿ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆ I ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ U, I = kUn ನ ಘಾತೀಯ nth ಶಕ್ತಿಗೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ (n ಎಂಬುದು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ರಚನೆ, ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವಸ್ತು).ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ (ಕಡಿಮೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್) n ಮೌಲ್ಯವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 5 ರಿಂದ 15 ರ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ;ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನೊಂದಿಗೆ, ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ವೇಗವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನಲ್ಲಿ n ಮೌಲ್ಯವು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಂಧನದ ನಷ್ಟದಿಂದಾಗಿ 1 ಆಗುತ್ತದೆ.ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿದ್ದರೆ, ಸಾಮಾನ್ಯ ಪಲ್ಸ್ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಅನಿಲ ಅಯಾನುಗಳಿಂದ ಅನಿಲ ವಿಸರ್ಜನೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ;ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ, ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದಲ್ಲಿನ ಲೋಹದ ಅಯಾನುಗಳ ಪ್ರಮಾಣವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ವಸ್ತುಗಳು ಸ್ವಿಚ್ ಆಗುತ್ತವೆ, ಅದು ಸ್ವಯಂ-ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿದೆ, ಅಂದರೆ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ಚೆಲ್ಲುವ ತಟಸ್ಥ ಕಣಗಳು ಮತ್ತು ದ್ವಿತೀಯ ಲೋಹದ ಅಯಾನುಗಳು ಮತ್ತು ಜಡ ಅನಿಲ ಪರಮಾಣುಗಳ ಅಯಾನೀಕರಣದಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. Ar ನಂತಹವು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ಬೆಂಕಿಹೊತ್ತಿಸಲು ಮಾತ್ರ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅದರ ನಂತರ ಚಿಮ್ಮಿದ ಲೋಹದ ಕಣಗಳನ್ನು ಗುರಿಯ ಬಳಿ ಅಯಾನೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಸರ್ಜನೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಕಾಂತೀಯ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಚಿಮ್ಮಿದ ಗುರಿಯ ಮೇಲೆ ಬಾಂಬ್ ಸ್ಫೋಟಿಸಲು ವೇಗವರ್ಧಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವು ಹೆಚ್ಚು ಅಯಾನೀಕೃತ ಲೋಹದ ಕಣಗಳು.ಗುರಿಯ ಮೇಲೆ ತಾಪನ ಪರಿಣಾಮದ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದಾಗಿ, ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಗುರಿಯ ಸ್ಥಿರ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ಗುರಿಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ತುಂಬಾ ದೊಡ್ಡದಾಗಿರಬಾರದು, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನೇರವಾದ ನೀರಿನ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಗುರಿ ವಸ್ತು ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ 25 W/cm2 ಕೆಳಗಿರಬೇಕು, ಪರೋಕ್ಷ ನೀರಿನ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ, ಉದ್ದೇಶಿತ ವಸ್ತು ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ ಕಳಪೆಯಾಗಿದೆ, ಉಷ್ಣ ಒತ್ತಡ ಅಥವಾ ಗುರಿ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ವಿಘಟನೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಗುರಿ ವಸ್ತುವು ಕಡಿಮೆ ಬಾಷ್ಪಶೀಲ ಮಿಶ್ರಲೋಹ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಇತರ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಆಗಿರಬಹುದು 2 ~ 15 W / cm2 ಕೆಳಗೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ.ಅತ್ಯಂತ ಕಿರಿದಾದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಗುರಿಯ ಮಿತಿಮೀರಿದ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಬಹುದು.ಆಂಡರ್ಸ್ ಹೈ-ಪವರ್ ಪಲ್ಸೆಡ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಒಂದು ರೀತಿಯ ಪಲ್ಸ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸುತ್ತಾರೆ, ಅಲ್ಲಿ ಗರಿಷ್ಠ ಶಕ್ತಿ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಸರಾಸರಿ ಶಕ್ತಿ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು 2 ರಿಂದ 3 ಆರ್ಡರ್‌ಗಳಷ್ಟು ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಮೀರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗುರಿಯ ಅಯಾನು ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಗುರಿಯು ಹೆಚ್ಚು ಹರಡುತ್ತದೆ. .

No.2 ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಪಲ್ಸ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಲೇಪನದ ಶೇಖರಣೆಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಪಲ್ಸೆಡ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿಘಟನೆಯ ದರ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಯಾನು ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸಲು ಪಕ್ಷಪಾತದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಲೇಪನದ ಶೇಖರಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಕಣಗಳಿಂದ ಸ್ಫೋಟಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ IPVD ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ.ಅಯಾನು ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ವಿತರಣೆಯು ಲೇಪನದ ಗುಣಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೆ ಬಹಳ ಮುಖ್ಯವಾದ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
IPVD ಕುರಿತು, ಪ್ರಸಿದ್ಧ ಥಾರ್ಟನ್ ರಚನಾತ್ಮಕ ಪ್ರದೇಶದ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ಆಂಡರ್ಸ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಶೇಖರಣೆ ಮತ್ತು ಅಯಾನು ಎಚ್ಚಣೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ರಚನಾತ್ಮಕ ಪ್ರದೇಶದ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು, ಥಾರ್ಟನ್ ರಚನಾತ್ಮಕ ಪ್ರದೇಶದ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಲೇಪನ ರಚನೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಗಾಳಿಯ ಒತ್ತಡದ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಲೇಪನ ರಚನೆಯ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧಕ್ಕೆ ವಿಸ್ತರಿಸಿದರು, ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಅಯಾನು ಶಕ್ತಿ, ಚಿತ್ರ 2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ. ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಅಯಾನು ಶೇಖರಣೆಯ ಲೇಪನದ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಲೇಪನ ರಚನೆಯು ಥಾರ್ಟನ್ ರಚನೆಯ ವಲಯ ಮಾದರಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ.ಶೇಖರಣೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ, ಪ್ರದೇಶ 1 (ಸಡಿಲವಾದ ಸರಂಧ್ರ ಫೈಬರ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು) ಪ್ರದೇಶದಿಂದ T (ದಟ್ಟವಾದ ಫೈಬರ್ ಹರಳುಗಳು), ಪ್ರದೇಶ 2 (ಸ್ತಂಭಾಕಾರದ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು) ಮತ್ತು ಪ್ರದೇಶ 3 (ಮರುಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ಪ್ರದೇಶ) ಗೆ ಪರಿವರ್ತನೆ;ಶೇಖರಣೆಯ ಅಯಾನು ಶಕ್ತಿಯ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ, ಪ್ರದೇಶ 1 ರಿಂದ ಪ್ರದೇಶ T, ಪ್ರದೇಶ 2 ಮತ್ತು ಪ್ರದೇಶ 3 ಗೆ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ತಾಪಮಾನವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಫೈಬರ್ ಹರಳುಗಳು ಮತ್ತು ಸ್ತಂಭಾಕಾರದ ಹರಳುಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ತಯಾರಿಸಬಹುದು.ಠೇವಣಿಯಾದ ಅಯಾನುಗಳ ಶಕ್ತಿಯು 1-10 eV ಯ ಕ್ರಮಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ, ಠೇವಣಿ ಮಾಡಿದ ಲೇಪನಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಅಯಾನುಗಳ ಬಾಂಬ್ ಸ್ಫೋಟ ಮತ್ತು ಎಚ್ಚಣೆ ವರ್ಧಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಲೇಪನಗಳ ದಪ್ಪವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.

No.3 ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಪಲ್ಸ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಿಂದ ಗಟ್ಟಿಯಾದ ಲೇಪನದ ಪದರವನ್ನು ತಯಾರಿಸುವುದು
ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಪಲ್ಸೆಡ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾದ ಲೇಪನವು ದಟ್ಟವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಉತ್ತಮ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಸ್ಥಿರತೆ.ಚಿತ್ರ 3 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪಟರ್ಡ್ TiAlN ಲೇಪನವು 30 GPa ಗಡಸುತನ ಮತ್ತು 460 GPa ನ ಯಂಗ್ಸ್ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಹೊಂದಿರುವ ಸ್ತಂಭಾಕಾರದ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯಾಗಿದೆ;HIPIMS-TiAlN ಲೇಪನವು 34 GPa ಗಡಸುತನವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ ಯಂಗ್‌ನ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ 377 GPa ಆಗಿದೆ;ಗಡಸುತನ ಮತ್ತು ಯಂಗ್ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ನಡುವಿನ ಅನುಪಾತವು ಲೇಪನದ ಗಟ್ಟಿತನದ ಅಳತೆಯಾಗಿದೆ.ಹೆಚ್ಚಿನ ಗಡಸುತನ ಮತ್ತು ಚಿಕ್ಕ ಯಂಗ್‌ನ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಉತ್ತಮ ಗಟ್ಟಿತನವನ್ನು ಅರ್ಥೈಸುತ್ತದೆ.HIPIMS-TiAlN ಲೇಪನವು ಉತ್ತಮವಾದ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, 4 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ 1,000 °C ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಅನೆಲಿಂಗ್ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ನಂತರ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ TiAlN ಲೇಪನದಲ್ಲಿ AlN ಷಡ್ಭುಜೀಯ ಹಂತವು ಅವಕ್ಷೇಪಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಲೇಪನದ ಗಡಸುತನವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅದೇ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಶಾಖ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ನಂತರ HIPIMS-TiAlN ಲೇಪನವು ಬದಲಾಗದೆ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ.HIPIMS-TiAlN ಲೇಪನವು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಲೇಪನಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆರಂಭಿಕ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.ಆದ್ದರಿಂದ, HIPIMS-TiAlN ಲೇಪನವು PVD ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಲಾದ ಇತರ ಲೇಪಿತ ಸಾಧನಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದ ಕತ್ತರಿಸುವ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.