Quy trình cốt lõi:
- Phương pháp phún xạ Magnetron chân không (lớp dày-siêu mỏng/mỏng/vừa{1}})
- Lớp lót mạ điện + Quy trình tổng hợp phún xạ Magnetron (lớp dày)
Các loại mục tiêu hợp kim niken:
NiCr, NiTi, NiCu, NiCrAl (thông số chung; có thể thực hiện những điều chỉnh nhỏ theo thành phần hợp kim cụ thể)
Vật liệu nền:
Đồng / Molypden / Titanium / Graphite (chất nền mục tiêu thường được sử dụng)
Độ dày lớp phủ so với đặc điểm quy trình và ứng dụng
| Phạm vi độ dày lớp phủ | Đặc điểm quy trình chính | Môi trường ứng dụng điển hình | Các loại mục tiêu đại diện |
|---|---|---|---|
| Lớp siêu mỏng (0,1–1 μm) | Tốc độ phún xạ thấp; yêu cầu kiểm soát chính xác công suất và thời gian lắng đọng; độ đồng đều độ dày rất cao | 1. Các lớp biến đổi bề mặt cho mục tiêu chip bán dẫn để cải thiện khả năng chống oxy hóa; 2. Các lớp chuyển tiếp cho mục tiêu phủ quang học để tăng cường độ phản xạ quang học; 3. Lớp phủ chống ăn mòn-cho mục tiêu điện tử chính xác được sử dụng trong môi trường ăn mòn nhẹ |
Mục tiêu hợp kim NiCr (chất bán dẫn); Mục tiêu hợp kim NiTi (ứng dụng quang học) |
| Lớp mỏng (1–10 μm) | Cân bằng tính đồng nhất của lớp phủ và chi phí; thích hợp cho quá trình phún xạ magnetron hoặc mạ điện + phún xạ | 1. Các lớp liên kết cho mục tiêu magnetron phẳng để kết nối vật liệu mục tiêu với các tấm nền (ví dụ: lớp nền bằng đồng); 2. Các lớp chức năng cho mục tiêu quang điện để cải thiện độ dẫn điện; 3. Các lớp bảo vệ dành cho mục tiêu phủ chân không thông thường trong điều kiện tải-trung bình |
Mục tiêu hợp kim NiCu (quang điện); mục tiêu niken tinh khiết (lớp liên kết) |
| Lớp dày-trung bình (10–30 μm) | Yêu cầu phún xạ phân đoạn để tránh tăng nhiệt độ quá mức; khuyến nghị ủ-lắng đọng sau để giảm bớt căng thẳng nội bộ | 1. Các lớp chống mài mòn dành cho mục tiêu quay nhằm kéo dài thời gian sử dụng trong các ứng dụng phún xạ công suất cao; 2. Lớp phủ bảo vệ cho các mục tiêu chống ăn mòn-trong môi trường ẩm ướt hoặc có tính axit/kiềm nhẹ; 3. Lớp nền cho mục tiêu phun nhiệt để tăng cường độ bám dính của lớp phủ-nền |
Mục tiêu hợp kim NiCrAl (chống mài mòn); Mục tiêu hợp kim NiMo (chống ăn mòn) |
| Lớp dày (30–50 μm) | Lớp lót mạ điện kết hợp với độ dày phún xạ để giảm thời gian và chi phí phún xạ tổng thể | 1. Tải-các lớp ổ trục cho các mục tiêu phủ công nghiệp-công suất cao được sử dụng trong quá trình phún xạ liên tục-dài hạn; 2. Lớp bảo vệ cho các mục tiêu hoạt động trong môi trường ăn mòn cực cao (ví dụ: ứng dụng hàng hải); 3. Các lớp hiệu chỉnh độ phẳng cho các mục tiêu có kích thước{1}}lớn |
Mục tiêu hợp kim NiTi (sơn phủ công nghiệp); Mục tiêu hợp kim NiCr (môi trường khắc nghiệt) |
III. Những cân nhắc chính cho quá trình kết hợp và độ dày lớp phủ
1. Kiểm soát độ đồng đều độ dày
Độ dày lớp phủ trên toàn bộ bề mặt mục tiêu phải được kiểm soát trong phạm vi±5%. Độ lệch quá mức có thể dẫn đến xói mòn mục tiêu không đồng đều trong quá trình phún xạ, ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng lớp phủ. Có thể cải thiện tính đồng nhất bằng cách tối ưu hóa khoảng cách mục tiêu-đến-nền và sử dụng các nền quay.
2. Mối quan hệ giữa thành phần lớp phủ và độ dày
- Vìcác lớp siêu mỏng (< 1 μm), lớp phủ niken một thành phần-được ưu tiên sử dụng để tránh sự phân tách thành phần hợp kim.
- Vìthicker layers (> 10 μm), lớp phủ hợp kim niken nhiều thành phần có thể được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu về chức năng như khả năng chống mài mòn hoặc ăn mòn.
3. Tác động của môi trường ứng dụng đến độ dày lớp phủ
- Ứng dụng phún xạ-hao mòn cao hoặc-công suất cao→ Lớp phủ dày-trung bình hoặc dày (10–50 μm)
- Ứng dụng điện tử và quang học chính xác→ Lớp phủ siêu mỏng hoặc siêu mỏng (0,1–10 μm)
- Môi trường ăn mòn mạnh hơn→ Lớp phủ dày hơn kết hợp với hợp kim niken-chống ăn mòn (ví dụ: NiCr, NiMo)
