安徽反應(yīng)磁控濺射過程

磁控濺射是物理的氣相沉積的一種，也是物理的氣相沉積中技術(shù)較為成熟的。磁控濺射的工作原理是電子在電場的作用下，在飛向基材過程中與氬原子發(fā)生碰撞，電離出氬正離子和新的電子；新電子飛向基材，氬正離子在電場作用下加速飛向陰極靶，并以高能量轟擊靶表面，使靶材發(fā)生濺射；在濺射粒子中，中性的靶原子或分子沉積在基材上形成薄膜。磁控濺射技術(shù)制備的薄膜具有硬度高、強(qiáng)度大、耐磨性好、摩擦系數(shù)低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。磁控濺射鍍膜工藝過程簡單，對環(huán)境無污染，耗材少，成膜均勻致密，與基材的結(jié)合力強(qiáng)。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空航天、電子、光學(xué)、機(jī)械、建筑、輕工、冶金、材料等領(lǐng)域，是太陽選擇性吸收涂層更理想的制備方法。磁控濺射鍍膜產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)：幾乎所有材料都可以通過磁控濺射沉積，而不論其熔化溫度如何。安徽反應(yīng)磁控濺射過程

直流濺射的結(jié)構(gòu)原理如下：真空室中裝有輝光放電的陰極，靶材就裝在此極表面上，接受離子轟擊；安裝鍍膜基片或工件的樣品臺以及真空室接地，作為陽極。操作時(shí)將真空室抽至高真空后，通入氬氣，并使其真空度維持在1.0Pa左右，再加上2-3kV的直流電壓于兩電極之上，即可產(chǎn)生輝光放電。此時(shí)，在靶材附近形成高密度的等離子體區(qū)，即負(fù)輝區(qū)該區(qū)中的離子在直流電壓的加速下轟擊靶材即發(fā)生濺射效應(yīng)。由靶材表面濺射出來的原子沉積在基片或工件上，形成鍍層。浙江單靶磁控濺射原理磁控濺射在靶材表面建立與電場正交磁場。

射頻磁控濺射是一種制備薄膜的工藝，特別是在使用非導(dǎo)電材料時(shí)，薄膜是在放置在真空室中的基板上生長的。強(qiáng)大的磁鐵用于電離目標(biāo)材料，并促使其以薄膜的形式沉淀在基板上。使用鉆頭的人射頻磁控濺射過程的第一步是將基片材料置于真空中真空室。然后空氣被移除，目標(biāo)材料，即構(gòu)成薄膜的材料，以氣體的形式釋放到腔室中。這種材料的粒子通過使用強(qiáng)大的磁鐵被電離。現(xiàn)在以等離子體的形式，帶負(fù)電荷的靶材料排列在基底上形成薄膜。薄膜的厚度范圍從幾個(gè)原子或分子到幾百個(gè)。磁鐵有助于加速薄膜的生長，因?yàn)閷υ舆M(jìn)行磁化有助于增加目標(biāo)材料電離的百分比。電離原子更容易與薄膜工藝中涉及的其他粒子相互作用，因此更有可能在基底上沉積。這提高了薄膜工藝的效率，使它們能夠在較低的壓力下更快地生長。

高能脈沖磁控濺射技術(shù)是利用較高的脈沖峰值功率和較低的脈沖占空比來產(chǎn)生高濺射金屬離化率的一種磁控濺射技術(shù)。電源與等離子體淹沒離子注入沉積方法相結(jié)合，形成一種新穎的成膜過程與質(zhì)量調(diào)控技術(shù)，是可應(yīng)用于大型矩形靶的離化率可控磁控濺射新技術(shù)，填補(bǔ)了國內(nèi)在該方向的研究空白。將高能沖擊磁控濺射與高壓脈沖偏壓技術(shù)復(fù)合，利用其高離化率和淹沒性的特點(diǎn)，通過成膜過程中入射粒子能量與分布的有效操控，實(shí)現(xiàn)高膜基結(jié)合力、高質(zhì)量、高均勻性薄膜的制備。同時(shí)結(jié)合全新的粒子能量與成膜過程反饋控制系統(tǒng)，開展高離化率等離子體發(fā)生、等離子體的時(shí)空演變及荷能粒子成膜物理過程控制等方面的研究與工程應(yīng)用。其中心技術(shù)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，已申請相關(guān)發(fā)明專利兩項(xiàng)。該項(xiàng)技術(shù)對實(shí)現(xiàn)PVD沉積關(guān)鍵瓶頸問題的突破具有重大意義，有助于提升我國在表面工程加工領(lǐng)域的國際競爭力。如在交通領(lǐng)域，該技術(shù)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)三部件，可降低摩擦25%，減少油耗3%；機(jī)械加工領(lǐng)域，沉積先進(jìn)鍍層可使刀具壽命提高2～10倍，加工速度提高30-70%。過濾陰極電弧配有高效的電磁過濾系統(tǒng)，是可以將弧源產(chǎn)生的等離子體中的宏觀大顆粒過濾掉。

磁控濺射鍍膜常見領(lǐng)域應(yīng)用：1.一些不適合化學(xué)氣相沉積(MOCVD)的材料可以通過磁控濺射沉積，這種方法可以獲得均勻的大面積薄膜。2.機(jī)械工業(yè)：如表面功能膜、超硬膜、自潤滑膜等.這些膜能有效提高表面硬度、復(fù)合韌性、耐磨性和高溫化學(xué)穩(wěn)定性，從而大幅度提高產(chǎn)品的使用壽命.3.光領(lǐng)域：閉場非平衡磁控濺射技術(shù)也已應(yīng)用于光學(xué)薄膜(如增透膜)、低輻射玻璃和透明導(dǎo)電玻璃。特別是，透明導(dǎo)電玻璃普遍應(yīng)用于平板顯示器件、太陽能電池、微波和射頻屏蔽器件和器件、傳感器等。磁控濺射靶材的制備方法：熔融鑄造法。高溫磁控濺射設(shè)備

磁控濺射的優(yōu)點(diǎn)如下：沉積速率高。安徽反應(yīng)磁控濺射過程

磁控濺射是以磁場束縛和延長電子的運(yùn)動(dòng)路徑，改變電子的運(yùn)動(dòng)方向，提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。電子的歸宿不只是基片，真空室內(nèi)壁及靶源陽極也是電子歸宿。但一般基片與真空室及陽極在同一電勢。磁場與電場的交互作用使單個(gè)電子軌跡呈三維螺旋狀，而不是只在靶面圓周運(yùn)動(dòng)。至于靶面圓周型的濺射輪廓，那是靶源磁場磁力線呈圓周形狀分布。磁力線分布方向不同會(huì)對成膜有很大關(guān)系。在EXBshift機(jī)理下工作的除磁控濺射外，還有多弧鍍靶源，離子源，等離子源等都在此原理下工作。所不同的是電場方向，電壓電流大小等因素。安徽反應(yīng)磁控濺射過程