HiPIMS தொழில்நுட்ப அறிமுகம்

எண்.1 உயர் சக்தி துடிப்பு மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் கொள்கை
உயர் சக்தி துடிக்கும் மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் நுட்பமானது, உயர் உலோக விலகல் விகிதங்களை (>50%) அடைய, உயர் பீக் பல்ஸ் பவர் (வழக்கமான மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் விட 2-3 ஆர்டர்கள் அதிக அளவு) மற்றும் குறைந்த துடிப்பு சுமை சுழற்சி (0.5%-10%) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்துகிறது. படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் குணாதிசயங்களிலிருந்து பெறப்பட்டது, அங்கு உச்ச இலக்கு மின்னோட்ட அடர்த்தி I என்பது வெளியேற்ற மின்னழுத்தம் U, I = kUn இன் அதிவேக n வது சக்திக்கு விகிதாசாரமாகும் (n என்பது கேத்தோடு அமைப்பு, காந்தப்புலம் தொடர்பான மாறிலி மற்றும் பொருள்).குறைந்த சக்தி அடர்த்தியில் (குறைந்த மின்னழுத்தம்) n மதிப்பு பொதுவாக 5 முதல் 15 வரை இருக்கும்;அதிகரிக்கும் வெளியேற்ற மின்னழுத்தத்துடன், மின்னோட்ட அடர்த்தி மற்றும் ஆற்றல் அடர்த்தி விரைவாக அதிகரிக்கிறது, மேலும் உயர் மின்னழுத்தத்தில் காந்தப்புலக் கட்டுப்பாட்டு இழப்பு காரணமாக n மதிப்பு 1 ஆக மாறும்.குறைந்த சக்தி அடர்த்தியில் இருந்தால், வாயு வெளியேற்றமானது சாதாரண துடிப்புள்ள வெளியேற்ற முறையில் இருக்கும் வாயு அயனிகளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது;அதிக சக்தி அடர்த்தியில், பிளாஸ்மாவில் உள்ள உலோக அயனிகளின் விகிதம் அதிகரித்து, சில பொருட்கள் மாறினால், அதாவது சுய-தூண்டுதல் முறையில், அதாவது பிளாஸ்மாவானது தெளிக்கப்பட்ட நடுநிலை துகள்கள் மற்றும் இரண்டாம் நிலை உலோக அயனிகள் மற்றும் மந்த வாயு அணுக்களின் அயனியாக்கம் மூலம் பராமரிக்கப்படுகிறது. Ar போன்றவை பிளாஸ்மாவை பற்றவைக்க மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அதன் பிறகு சிதறிய உலோகத் துகள்கள் இலக்குக்கு அருகில் அயனியாக்கம் செய்யப்பட்டு, அதிக மின்னோட்ட வெளியேற்றத்தை பராமரிக்க காந்த மற்றும் மின்சார புலங்களின் செயல்பாட்டின் கீழ் சிதறிய இலக்கை குண்டுவீசுவதற்கு முடுக்கிவிடப்படுகின்றன, மேலும் பிளாஸ்மா அதிகமாக உள்ளது. அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட உலோகத் துகள்கள்.இலக்கு மீது வெப்பமூட்டும் விளைவின் ஸ்பட்டரிங் செயல்முறை காரணமாக, தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் இலக்கின் நிலையான செயல்பாட்டை உறுதி செய்வதற்காக, இலக்கில் நேரடியாகப் பயன்படுத்தப்படும் சக்தி அடர்த்தியானது, பொதுவாக நேரடி நீர் குளிர்ச்சி மற்றும் இலக்கு பொருள் வெப்ப கடத்துத்திறன் அதிகமாக இருக்க முடியாது. கீழே 25 W / cm2 இருக்க வேண்டும், மறைமுக நீர் குளிர்ச்சி, இலக்கு பொருள் வெப்ப கடத்துத்திறன் மோசமாக உள்ளது, வெப்ப அழுத்தம் அல்லது இலக்கு பொருள் துண்டு துண்டாக ஏற்படும் இலக்கு பொருள் குறைந்த ஆவியாகும் கலவை கூறுகள் மற்றும் ஆற்றல் அடர்த்தி மற்ற நிகழ்வுகளில் மட்டுமே இருக்க முடியும் 2 ~ 15 W / cm2 கீழே, அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி தேவைகளை விட மிகக் கீழே.மிகக் குறுகிய உயர் சக்தி பருப்புகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இலக்கு வெப்பமயமாதல் சிக்கலை தீர்க்க முடியும்.ஆண்டர்ஸ் உயர்-சக்தி துடிப்புள்ள மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் என்பது ஒரு வகையான துடிப்பான ஸ்பட்டரிங் என்று வரையறுக்கிறார், அங்கு உச்ச சக்தி அடர்த்தி சராசரி சக்தி அடர்த்தியை 2 முதல் 3 ஆர்டர்கள் அளவுக்கு மீறுகிறது, மேலும் இலக்கு அயனி ஸ்பட்டரிங் ஸ்பட்டரிங் செயல்முறையில் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது, மேலும் இலக்குகள் அதிக அளவில் சிதறடிக்கப்படுகின்றன. .

எண்.2 உயர் சக்தி துடிப்பு மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் பூச்சு படிவு பண்புகள்

உயர் சக்தி துடிப்புள்ள மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் அதிக விலகல் வீதம் மற்றும் அதிக அயனி ஆற்றலுடன் பிளாஸ்மாவை உருவாக்க முடியும், மேலும் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகளை துரிதப்படுத்த சார்பு அழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தலாம், மேலும் பூச்சு படிவு செயல்முறை உயர் ஆற்றல் துகள்களால் குண்டு வீசப்படுகிறது, இது ஒரு பொதுவான IPVD தொழில்நுட்பமாகும்.அயனி ஆற்றல் மற்றும் விநியோகம் பூச்சு தரம் மற்றும் செயல்திறனில் மிக முக்கியமான தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது.
IPVD பற்றி, பிரபலமான தோர்டன் கட்டமைப்பு மண்டல மாதிரியின் அடிப்படையில், ஆண்டர்ஸ் பிளாஸ்மா படிவு மற்றும் அயனி பொறித்தல் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய ஒரு கட்டமைப்பு மண்டல மாதிரியை முன்மொழிந்தார், பூச்சு அமைப்பு மற்றும் வெப்பநிலை மற்றும் வெப்பநிலை மற்றும் காற்றழுத்தம் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவை பூச்சு அமைப்புக்கு இடையிலான உறவுக்கு நீட்டித்தார். வெப்பநிலை மற்றும் அயனி ஆற்றல், படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. குறைந்த ஆற்றல் அயனி படிவு பூச்சு விஷயத்தில், பூச்சு அமைப்பு தோர்டன் அமைப்பு மண்டல மாதிரிக்கு இணங்குகிறது.படிவு வெப்பநிலையின் அதிகரிப்புடன், பகுதி 1 (தளர்வான நுண்துளை ஃபைபர் படிகங்கள்) இலிருந்து T (அடர்த்தியான இழை படிகங்கள்), பகுதி 2 (நெடுவரிசை படிகங்கள்) மற்றும் பகுதி 3 (மறுபடிகமயமாக்கல் பகுதி) க்கு மாறுதல்;படிவு அயனி ஆற்றலின் அதிகரிப்புடன், பகுதி 1 இலிருந்து பகுதி T, பகுதி 2 மற்றும் பகுதி 3 க்கு மாறுதல் வெப்பநிலை குறைகிறது.அதிக அடர்த்தி கொண்ட இழை படிகங்கள் மற்றும் நெடுவரிசை படிகங்கள் குறைந்த வெப்பநிலையில் தயாரிக்கப்படலாம்.டெபாசிட் செய்யப்பட்ட அயனிகளின் ஆற்றல் 1-10 eV வரிசைக்கு அதிகரிக்கும் போது, ​​டெபாசிட் செய்யப்பட்ட பூச்சுகளின் மேற்பரப்பில் அயனிகளின் குண்டுவீச்சு மற்றும் பொறித்தல் மேம்படுத்தப்பட்டு பூச்சுகளின் தடிமன் அதிகரிக்கிறது.

எண்.3 உயர் சக்தி துடிப்புள்ள மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் தொழில்நுட்பம் மூலம் கடினமான பூச்சு அடுக்கு தயாரித்தல்
உயர் சக்தி துடிப்புள்ள மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் தொழில்நுட்பத்தால் தயாரிக்கப்பட்ட பூச்சு அடர்த்தியானது, சிறந்த இயந்திர பண்புகள் மற்றும் அதிக வெப்பநிலை நிலைத்தன்மை கொண்டது.படம் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, வழக்கமான மேக்னட்ரான் தெளிக்கப்பட்ட TiAlN பூச்சு என்பது 30 GPa கடினத்தன்மை மற்றும் 460 GPa யங் மாடுலஸ் கொண்ட ஒரு நெடுவரிசை படிக அமைப்பாகும்;HIPIMS-TiAlN பூச்சு 34 GPa கடினத்தன்மை மற்றும் யங்கின் மாடுலஸ் 377 GPa;கடினத்தன்மை மற்றும் யங் மாடுலஸ் இடையே உள்ள விகிதம் பூச்சுகளின் கடினத்தன்மையின் அளவீடு ஆகும்.அதிக கடினத்தன்மை மற்றும் சிறிய யங் மாடுலஸ் சிறந்த கடினத்தன்மையைக் குறிக்கிறது.HIPIMS-TiAlN பூச்சு சிறந்த உயர் வெப்பநிலை நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, 4 மணிநேரத்திற்கு 1,000 °C உயர் வெப்பநிலை அனீலிங் சிகிச்சைக்குப் பிறகு வழக்கமான TiAlN பூச்சுகளில் AlN அறுகோணப் படிநிலை படிந்துள்ளது.உயர் வெப்பநிலையில் பூச்சுகளின் கடினத்தன்மை குறைகிறது, அதே நேரத்தில் அதே வெப்பநிலை மற்றும் நேரத்தில் வெப்ப சிகிச்சைக்குப் பிறகு HIPIMS-TiAlN பூச்சு மாறாமல் இருக்கும்.HIPIMS-TiAlN பூச்சு வழக்கமான பூச்சுகளை விட அதிக வெப்பநிலை ஆக்சிஜனேற்றத்தின் அதிக தொடக்க வெப்பநிலையையும் கொண்டுள்ளது.எனவே, HIPIMS-TiAlN பூச்சு, PVD செயல்முறையால் தயாரிக்கப்பட்ட மற்ற பூசப்பட்ட கருவிகளைக் காட்டிலும் அதிவேக வெட்டுக் கருவிகளில் மிகச் சிறந்த செயல்திறனைக் காட்டுகிறது.