Efè aktyèl Sous kouran sou sifas Morphologie nan fil mens

Figi 1 montre imaj elektwonik SEM segondè nan sifas morphologie nan fim nan prepare nan diferan sous arc entansite aktyèl. Li ka wè ke kòm sous la arc ogmante aktyèl, ki kantite ti gout sou sifas la nan fim nan ogmante, gwosè a tou vin pi gwo, ak bon jan kalite a sifas nan fim nan diminye.

a) I = 40A, b) I = 50A, c) I = 70A, d) I = 80A, e) I = 90A, f) I = 100A

Fig.1 Materyèl andigman nan TiN fim pwodwi ki pwodui anba kouran sous arc

Sous aktyèl la arc gen yon pi gwo enpak sou kantite ak gwosè nan ti gout yo sou sifas la nan fim nan. Soti nan prensip debaz la nan ion plating, li ka li te ye ke anba kondisyon vakyòm, kadode metal la (sib sous arc) ak deklanche la elektwòd deklanche deklanche nan yon vòltaj batman kè nan 10 kV, pandan y ap arc kode a gen yon dansite fò aktyèl dansite (106 A / cm2 ~ 108 A / cm2), epi konsantre sou yon zòn ti espas ki mezire 5 μm a 6 μm (figi 2), sa ki lakòz yon tanperati ki wo anwo a 6000 ° C, ki pèmèt evaporasyon rapid nan materyèl la katod pandan y ap pwodwi entans emisyon tèmik tè ak iyonizasyon yo fòme plasma metal wo-dansite. Paske dansite pouvwa a nan plas la arc twò konsantre, pisin nan arc se pi fon ak fòme yon twòp likid volim. Lè plas la arc emèt patikil (elektwon, iyon, atòm, gwoup atòm, elatriye), patikil yo tou gen yon efè anti-korozyon sou sifas la likid nan plas la arc. Li fè iyon yo akselere nan potansyèl la djenn nan sifas la likid pandan li bonm likid la ak yon gwo enèji sinetik, se konsa ke yon gwo kantite atòm likid nan benyen an ansanm resevwa pi plis enèji pase enèji a obligatwa, sa ki lakòz yon gwo kantite atòm konsantre emisyon pou fòme emisyon droplet. Pi gwo dansite pouvwa a egzeyat nan sib la sous arc, pi fon nan pisin lan soude ki fòme sou sifas sib sous la, ak pi gwo a dyamèt la tach, se konsa gwosè a nan pouvwa a egzeyat pral dirèkteman afekte jenerasyon an nan ti gout. Ekspresyon an se:

P = IU / S

I-Mwayèn egzeyat kounye a; U-Egzeyaj vòltaj; S-Sifas zòn nan katodod sib

Soti nan ekwasyon, li ka wè ke sous la arc ogmante aktyèl, arc sous sib egzeyat pouvwa a dansite ogmante kòmsadwa, kantite ak gwosè nan gout pwodwi tou ogmante fè bon jan kalite a sifas nan diminye nan fim.

N: Azòt, M: Ti goutyè. Pwosesis prensipal la: A-pozitif patikil deplase nan substra a, B-net patikil depo sou substra a, segondè sputtering nan C-net patikil, sputtering segondè nan ti gout D-ti, E-patikil vole rale. Reyaksyon prensipal yo: X + e-1 → X * + e-1, X * → X + hv, X-net patikil, patikil X * -charged, HP-enèji, lè Ti Iyon ak Nyon yo satisfè sou substra a, TiN se fòme.

Fig.2 Fòmasyon pwosesis nan milti-arc ion-plake TiN fim ak gout sifas yo

Pandan vòl la soti nan sib la sous arc substra a (echantiyon) nan ti gout yo ki sputtered soti nan sib la kat kadode sous, kèk nan patikil ap kolizyon ak lòt moun epi yo vin pi piti, men kèk nan yo toujou gwo, kidonk gen anpil gwosè diferan nan ti gout nan sifas la fim TiN. Anplis de sa, ak ogmantasyon nan aktyèl la sous arc, kèk twou parèt sou sifas la nan fim nan. Pi gwo aktyèl la se, pi evidan fenomèn sa a se, li ka wè soti nan figi 1. Sa yo twou yo fòme pa gout nan ti gout yo ki sputtered sou sifas la. Lè aktyèl la nan sous la arc ogmante, vitès la vole nan ti gout sputtered se gwo, epi yo pa pral dirèkteman kolizyon avèk patikil lòt nan atmosfè a plasma epi rive nan sifas la substra a (echantiyon) dirèkteman. Si patikil gout sa yo pa ka sputtered pa ragoureux anwo nan syèl la (D nan figi 2), yo ap rete nan fim nan, ak kèk nan yo menm penetre fim nan tout antye de substra a (jan yo montre nan flèch A ak B nan figi. 3). Pi gwo a aktyèl la sous arc, pi evidan sa a fenomèn yo pral.

Figi 3 Gouttelèt Gwo ki Penetrasyon TiN fim