磁控濺射的基本原理是利用 Ar一02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,轉移到基體表面而成膜。
濺射鍍膜是指在真空室中,利用荷能粒子轟擊靶材表面,通過粒子動量傳遞打出靶材中的原子及其它粒子,并使其沉淀在基體上形成薄膜的技術。濺射鍍膜技術具有可實現大面積快速沉積,薄膜與基體結合力好,濺射密度高、針孔少,膜層可控性和重復性好等優點,而且任何物質都可以進行濺射,因而近年來發展迅速,應用廣泛。
濺射鍍膜技術的應用
1. 制備薄膜磁頭的耐磨損氧化膜
硬盤磁頭進行讀寫操作時與硬盤表面產生滑動摩擦,為了減小摩擦力及提高磁頭壽命,目前磁頭正向薄膜化方向發展。
絕緣膜和保護膜(即AL 2 O 3 、SiO 2 氧化物薄膜)是薄膜磁頭主要構成成份。對薄膜磁頭的耐磨損膜的要求是耐沖擊性好,耐磨性好,有適當的可加工性以及加工變形小,通常采用反應濺射法制備該種薄膜。為了防止基片升溫過高,濺射鍍膜過程中要對基片進行冷卻。
2. 制備硬質薄膜
目前廣泛使用的硬化膜是水溶液電鍍鉻。電鍍會使鋼發生氫脆,而且電鍍速度慢,造成環境污染。如果采用金屬Cr靶,在N 2 氣氛中進行非平衡磁控濺射鍍膜,可以在工件上鍍覆Cr、CrN X 等鍍層,代替水溶液電鍍用于旋轉軸和其它運動部件。
3. 制備切削刀具和模具的超硬膜
采用普通化學氣相沉積技術制備TiN、TiC等超硬鍍層,溫度要在1000 ℃ 左右,這已經超過了高速鋼的回火溫度,對于硬質合金來說還可能使鍍層晶粒長大。而采用對向靶濺射沉積單相TiN薄膜,濺射時間只需10~15min,基片溫度不超過150 ℃,得到的 TiN薄膜硬度最高可達HV3800。利用非平衡磁控濺射法制備的TiN鍍膜,通過膜層硬度和臨界載荷實驗以及摩擦實驗,表明膜層硬度已經達到和超過其它離子鍍膜的效果。
4. 制備固體潤滑膜
固體潤滑膜如MoS 2 薄膜已成功應用于真空工業設備、原子能設備以及航空航天領域,對于工作在高溫環境的機械設備也是畢不可少的。雖然MoS 2 可用化學反應鍍膜法制備,但濺射鍍膜發得到的MoS 2 薄膜致密性好,膜基附著力大,添加Au(5wt%)的MoS 2 膜,其致密性和附著性更好,摩擦系數更小。
5. 制備光學薄膜
濺射法是目前工業生成中制備光學薄膜的一種主要的工藝。長期以來,反應磁控濺射技術主要用于工具表面鍍制 TiN 等超硬膜以及建筑玻璃、汽車玻璃、透明導電膜等單層或簡單膜層。近年來,光通信,顯示技術等方面對光學薄膜的巨大需求,刺激了將該技術用于光學薄膜工業化 生產的研究。
科研設備丨半導體材料丨高精度檢測丨清潔度檢測丨激光刻蝕丨光柵刻蝕丨離子刻蝕丨等離子清洗丨半導體檢驗丨蔡司電鏡丨材料科研丨二維刻蝕丨傾角刻蝕丨3維超景深丨掃描電鏡丨失效分析丨共聚焦顯微鏡 XML地圖