低频高功率脉冲电场构建及其对离子镀层组织结构的影响

发布时间：2024-06-06 04:36

　　物理气相沉积两个主流技术之一的直流磁控溅射离子镀技术,虽已被光学和微电子产业广泛采用,但因难以沉积出厚膜镀层而限制了其在精密传动件产品领域的推广使用;同时,直流电弧离子镀因脱靶粒子夹带微熔液滴、易引起低温敏感性基材表层的升温回火,而致使其难以扩展至中温、甚至低温回火的结构类精密基础件领域。渐成研究热点的高功率脉冲磁控溅射离子镀,因受磁控靶材冷却能力、及高功率模式下需避免因电子雪崩效应而引发电流失稳的技术制约,致使脉冲大电流的峰值导通宽度始终限制在百微秒量级,因而大大降低了其对改善镀层结构和提高沉积速率的期望。针对以上离子镀技术发展的制约瓶颈,本文采用自主研制的低频高功率双脉冲离子镀电源,构建出磁控阴极靶面峰值电流导通和关断周期可毫秒级独立调制的低频高功率脉冲电场环境;通过合理配置峰值电流的通断比,在不会因瞬态的高功率密度致靶材过热的前提下,研究了脉冲峰值电流及通断比(Ton/Toff)等电场参量对纯金属和化合物镀层在镀料粒子脱靶机制、瞬态脱靶速率与镀层结构等的影响规律,得到如下研究成果:1、研制出低频高功率双脉冲离子镀电源依据负压环境下氩原子离化复原的微秒周期和磁控阴极靶面电子碰撞逸出...

【文章页数】：127 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1阴极靶面因粒子轰击作用而产生的不同效果[28]Fig.1-1Thedifferenteffectsofparticlebombardmentonthecathodetargetsurface[2所示为受电场加速作用的高能离子对阴极靶表面的轰击以....

并赋予其极高的动能，同时在磁场作用下在靶面做摆线、螺旋线及其复合形式的运动，如图1-2所示[29]。由于在磁场约束下的定向运动可以显著增加电子在靶前的可移动距离，且使

体2-基材3-惰性气体入口4-基体偏压5-线圈电源8-电弧阴极9-阴极直流电源10-阴极引弧针11-真空图1-3电弧离子镀技术原理示意图1-3Theschematicdiagramofarcionplatingtechnology如图1-3所....

脱靶机制及产生辉光、弧等光离子体的方式，对两种直流离子镀技术的等离子体放电工艺原理进行研究与改善。等离子体放电伏安特性关系如图1-4所示[68]。在电弧离子镀技术中，由于镀料粒子的阴极场致发射脱靶方式，能够在阴极弧斑产生处发射大量的电子流以及金属蒸汽流，并在靶面附近产生激烈的非弹....

本文编号：3990315