四川金屬磁控濺射技術(shù)

磁控濺射技術(shù)是近年來新興的一種材料表面鍍膜技術(shù),該技術(shù)實現(xiàn)了金屬、絕緣體等多種材料的表面鍍膜,具有高速、低溫、低損傷的特點.利用磁控濺射技術(shù)進(jìn)行超細(xì)粉體的表面鍍膜處理,不但能有效提高超細(xì)粉體的分散性,大幅度提高鍍層與粉體之間的結(jié)合力,還能賦予超細(xì)粉體的新的特異性能。在各種濺射鍍膜技術(shù)中，磁控濺射技術(shù)是較重要的技術(shù)之一，為了制備大面積均勻且批量一致好的薄膜，釆用優(yōu)化靶基距、改變基片運(yùn)動方式、實行膜厚監(jiān)控等措施。多工位磁控濺射鍍膜儀器由于其速度比可調(diào)以及同時制作多個基片，效率大幅度提高，被越來越多的重視和使用。隨著工業(yè)的需求和表面技術(shù)的發(fā)展，新型磁控濺射如高速濺射、自濺射等成為磁控濺射領(lǐng)域新的發(fā)展趨勢。四川金屬磁控濺射技術(shù)

磁控濺射包括很多種類，各有不同工作原理和應(yīng)用對象。但有一共同點：利用磁場與電場交互作用，使電子在靶表面附近成螺旋狀運(yùn)行，從而增大電子撞擊氬氣產(chǎn)生離子的概率。所產(chǎn)生的離子在電場作用下撞向靶面從而濺射出靶材。磁控反應(yīng)濺射絕緣體看似容易，而實際操作困難。主要問題是反應(yīng)不光發(fā)生在零件表面，也發(fā)生在陽極，真空腔體表面以及靶源表面，從而引起滅火，靶源和工件表面起弧等。國外發(fā)明的孿生靶源技術(shù)，很好的解決了這個問題。其原理是一對靶源互相為陰陽極，從而消除陽極表面氧化或氮化。江蘇智能磁控濺射鍍膜磁控濺射靶材的分類：根據(jù)材料的成分不同，靶材可分為金屬靶材、合金靶材、無機(jī)非金屬靶材等。

磁控濺射的種類：用磁控靶源濺射金屬和合金很容易，點火和濺射很方便。這是因為靶，等離子體和被濺零件/真空腔體可形成回路。但若濺射絕緣體，則回路斷了。于是人們采用高頻電源，回路中加入很強(qiáng)的電容，這樣在絕緣回路中靶材成了一個電容。但高頻磁控濺射電源昂貴，濺射速率很小，同時接地技術(shù)很復(fù)雜，因而難大規(guī)模采用。為解決此問題，發(fā)明了磁控反應(yīng)濺射。就是用金屬靶，加入氬氣和反應(yīng)氣體如氮氣或氧氣。當(dāng)金屬靶材撞向零件時由于能量轉(zhuǎn)化，與反應(yīng)氣體化合生成氮化物或氧化物。磁控反應(yīng)濺射絕緣體看似容易，而實際操作困難。主要問題是反應(yīng)不光發(fā)生在零件表面，也發(fā)生在陽極，真空腔體表面以及靶源表面，從而引起滅火，靶源和工件表面起弧等。德國萊寶發(fā)明的孿生靶源技術(shù)，很好的解決了這個問題。其原理是一對靶源互相為陰陽極，從而消除陽極表面氧化或氮化。冷卻是一切源所必需，因為能量很大一部分轉(zhuǎn)為熱量，若無冷卻或冷卻不足，這種熱量將使靶源溫度達(dá)一千度以上從而溶化整個靶源。

磁控濺射又稱為高速低溫濺射。在磁場約束及增強(qiáng)下的等離子體中的工作氣體離子，在靶陰極電場的加速下，轟擊陰極材料，使材料表面的原子或分子飛離靶面，穿越等離子體區(qū)以后在基片表面淀積、遷移較終形成薄膜。與二極濺射相比較，磁控濺射的沉積速率高，基片升溫低，膜層質(zhì)量好，可重復(fù)性好，便于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。它的發(fā)展引起了薄膜制備工藝的巨大變革。磁控濺射源在結(jié)構(gòu)上必須具備兩個基本條件:(1)建立與電場垂直的磁場;(2)磁場方向與陰極表面平行，并組成環(huán)形磁場。磁控濺射屬于輝光放電范疇，利用陰極濺射原理進(jìn)行鍍膜。

磁控濺射的基本原理是利用Ar一O2混合氣體中的等離子體在電場和交變磁場的作用下，被加速的高能粒子轟擊靶材表面，能量交換后，靶材表面的原子脫離原晶格而逸出，轉(zhuǎn)移到基體表面而成膜。磁控濺射的特點是成膜速率高，基片溫度低，膜的粘附性好，可實現(xiàn)大面積鍍膜。該技術(shù)可以分為直流磁控濺射法和射頻磁控濺射法。磁控濺射設(shè)備一般根據(jù)所采用的電源的不同又可分為直流濺射和射頻濺射兩種。直流磁控濺射的特點是在陽極基片和陰極靶之間加一個直流電壓，陽離子在電場的作用下轟擊靶材，它的濺射速率一般都比較大。但是直流濺射一般只能用于金屬靶材，因為如果是絕緣體靶材，則由于陽粒子在靶表面積累，造成所謂的“靶中毒”，濺射率越來越低。真空磁控濺射涂層技術(shù)與真空蒸發(fā)涂層技術(shù)相比有許多優(yōu)點。遼寧脈沖磁控濺射優(yōu)點

磁控濺射是入射粒子和靶的碰撞過程。四川金屬磁控濺射技術(shù)

磁控濺射生成的薄膜厚度的均勻性是成膜性質(zhì)的一項重要指標(biāo)，因此有必要研究影響磁控濺射均勻性的因素，以更好的實現(xiàn)磁控濺射均勻鍍膜。簡單的說磁控濺射就是在正交的電磁場中，閉合的磁場束縛電子圍繞靶面做螺線運(yùn)動，在運(yùn)動過程中不斷撞擊工作氣體氬氣電離出大量的氬離子，氬離子在電場作用下加速轟擊靶材，濺射出呈中性的靶原子（或分子）沉積在基片上成膜。所以要實現(xiàn)均勻的鍍膜，就需要均勻的濺射出靶原子（或分子），這就要求轟擊靶材的氬離子是均勻的且是均勻的轟擊的。由于氬離子在電場作用下加速轟擊靶材，所以均勻轟擊很大程度上依賴電場的均勻。四川金屬磁控濺射技術(shù)

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