TiCN kouch ki baze sou Vacuum Arc Ion Plating

Metòd preparasyon nan kouch TiCN

Depi 1985, apre Knotke premye pibliye rechèch sou teknoloji kouch TiCN, moun te eksprime gwo enterè nan ekselan rezistans segondè tanperati oksidasyon li yo ak pèfòmans aplikasyon bon, e byen lwen tèlman te devlope yon varyete teknoloji vapordepozisyon fizik. Koulye a, gen twa metòd pou preparasyon nan TiCN kouch, ki se metòd moustik mikwo elektwonik, metòd radyofrevenans ralanti ak metòd milti-arc ion plating, nan ki metòd la Sputter ion plating metòd ak milti-arc ion metòd plating yo pi lajman itilize ak pri ki ba.

Mikrofòn Sputter ion plating.

Magnetron sputtering teknik te devlope nan lane 1970 yo byen bonè, kòm grandisan nan teknoloji ak rechèch, li te lajman itilize nan jaden an endistriyalizasyon nan elektrik, fim optik ak enèji, mekanik elatriye endistriyèl yo epi yo vin youn nan preparasyon ki pi lajman itilize nan TiCN fim metòd. Nan pwosesis kouch, Ti Iyon yo pwodwi lè l sèvi avèk Ar ions ki te pwodwi pa ègzema gaz Glow bonm sib la ti, ak pa akselerasyon akselerasyon vole nan moso nan travay epi konsa fim depo. Metòd sa a gen pousantaj depo segondè, epesè fim inifòmite, ak epasyon nan ion ka amelyore kapasite nan konbinezon nan kouch ak substrate koòdone epi fè fim òganizasyon dans. An menm tan an, objektif yo siseptib a polisyon, ak to depo ki ba nan pwosesis la kouch yo se feblès prensipal li yo. Li te jwenn, lè kabòn ak nitwojèn presyon pasyèl ogmante, to a depo pral ralanti.

Multi-arc ion plating.

Milti-arc ion plating ki dwe nan yon metòd amelyore iyon amelyore, premye devlope pa Soviet yo, nan kòmansman ane 1980 yo, premye pratik pa US Multi-Arc la. Prensip debaz la ap pran sous sib metal la kòm katod a, egzeyate pa arc ant koki an anod epi fè evaporasyon an sib ak ionizasyon, fòme plasma espas, ak Lè sa a, depoze kouch sou moso travay la. Konpare ak lòt teknoloji manbràn, avantaj la se ke kathode a pwodui Plasma dirèkteman, ak sib la katod ka abitrèman ranje, ki anpil senplifye aparèy la echantiyon. Anplis de sa, enèji a patikil milti-arc patikil se segondè, pousantaj nan ionizasyon ka rive nan 60% ~ 80%, dansite nan manbràn se segondè, fòs la ak rezistans yo bon, koòdone nan fim ak matris se fasil yo pwodwi difizyon atomik ak adezyon nan fim se yon bon bagay.

Vaksen teknik iko-l sèvi avèk plasma elektwomayetik jaden filtre, sa ki ka efektivman diminye oswa elimine gwo patikil. Konpare ak kouch konvansyonèl Ion kouch kouch, arc-type filtre arc kouch macro-patikil se pa enpurte, omojèn, estrikti dans, ak kapab satisfè kondisyon ki nan optik, mikwo-elektwonik fim nan. Genyen tou kèk dezavantaj nan sous filtre filtre a, se sa ki, dyamèt la gwo bout bwa se ti, anjeneral mwens pase 200nm, ak difisil yo fòme multi-arc etalaj sous, fè pwodiksyon an mas nan zòn gwo pa ka reyalize, ak transmisyon a efikasite se pa segondè, efikasite nan transmisyon maksimòm nan estrikti an pliye apeprè anviwon 30%, aktyèl la ion jis 2% a 3% nan aktyèl la arc.

Enfliyans nan koule gaz sou estrikti nan kouch

Chanjman nan presyon N ₂ (koule) ap lakòz dansite nitwojèn awozaj sponm ak chanjman enèji, enpak konbine ak atòm metal la, ki fè chanjman oryantasyon kwasans pi pito, enfliyanse pèfòmans lan kouch. Rezèvè yo te jwenn ke anba kondisyon an nan total presyon 0.8Pa ak Ar 20sccm koule, lè koule nan nitwojèn se mwens pase 6sccm oryantasyon pi pito se (111), lè koule nan nitwojèn pi gran pase 6sccm, (111) pik entansite diminye, ak (200 ) Enèji pik ogmante, sitou paske nan estrikti fcc-TiCN, (111) enèji sifas avyon ki ba, anba atòm ki ba azòt atomik yo se migrasyon nan (111) avyon, ak ogmantasyon nan koule azòt, to migrasyon atomik diminye, men (200) sifas kristal ak enèji sifas segondè gen dansite wo etap, ak distans la difizyon lwen pwen yo grid ki ba-enèji se kout, benefisye kwasans lan kristal preferans ansanm nan sifas la (200) kristal. Rezèvatè yo te jwenn ke lè koule nan nitwojèn se 1sccm, echantiyon jwenn yo se amorphe estrikti, lè koule nan nitwojèn se pi plis pase 2sccm, gen estrikti kolòn nan fim nan, fwontyè grenn ki egziste deja, lè koule nitwojèn ogmante 6sccm, fim la vin dans, ak respektivman pwefere mikrostruktur la nan isotropik la ak rafinerisman an grenn jaden, sitou kòm ogmantasyon nan koule nitwojèn, to migrasyon to redwi a, sifas la manbràn chanjman nan potansyèl chimik lokal yo. Chèchè yo te jwenn ke ak nitwojèn koule ogmante, grenn lan sanble nan fim nan se mwens, sifas la vin dans ak lis, brutality la diminye piti piti jouk konstan.

Koulye a, sous la kabòn itilize pa preparasyon chèchè yo nan TiCN se C a ₂ H ₂ oswa CH ₄ gaz sitou, paske TiN ak TiC yo se Nwa-kalite plan estriktire kib, reyon an nan atòm N atom ak C trè pre, N se 0,071nm, C se 0,077nm, de la ka mityèlman ranplasman pou fòme yon sèl-faz materyèl TiC (N) oswa nan TiN (C). Anba sèten kondisyon, gen pouvwa pou de-faz estrikti parèt. Nan spectre diffusion XRD pik yo nan yo trè pre, e menm kèk sipèpoze, sa ki lakòz konpleksite nan analiz faz, kidonk li se souvan ekri kòm TiCxN1-x.

Faktè enfliyans nan pèfòmans kouch TiCN

Tanperati

Kalite TiCN kouch se sitou ki afekte nan faktè pwosesis tankou konpozisyon, tanperati ak atmosfè. Diferan tanperati matris ap lakòz gwosè grenn nan kouch la, fòm, estrikti yo konplètman diferan. Tanperati a depo twò wo ak depo pousantaj twò vit ap lakòz montre nan kristal kouvwi epè branche, ki afekte bon jan kalite a nan kouch la; tanperati a depo twò ba, li gen tandans fè fòme porous, sediman ki lach, ki afekte fòs la obligatwa nan kouch la ak matris. Se poutèt sa, yon chwa ki rezonab nan tanperati a se yon kondisyon ki nesesè yo jwenn gwo kalite kouch. Mc.Cormell elatriye depoze TiCN kouch sou asye pur ak metòd PVD, ki gen ladan ke dite li yo, fòs kosyon ak koyefisyan nan friksyon pa pral chanje lè tanperati a se anba a 250 ℃. Apre 450 ℃ tretman chalè nan echantiyon, TiCN koyefisyan friksyon kouch se 0.2 anvan 250 ℃, ak jiska 0.3 nan 250 ℃, men yo toujou pi ba pase koyefisyan friksyon nan TiN, li se paske nan TiCN kouch C te jwe yon wòl lubrifyan. Etid yo fè montre ke lè tanperati a pi ba pase 200 ° C, koyefisyan friksyon ak pousantaj de TiCN kouch ogmante ak ogmante tanperati.

Enpulsyon enpulsyonèl

Egzistans nan patipri enpulsyon jwe yon wòl trè enpòtan diminye jwen an ak amelyore bon jan kalite kouch. Negatif negatif atire chaj pozitif moso travay ka fè iyon yo Titàn tou pre sib la kadode akselere vole a, ogmante chans pou kolizyon ak nitwojèn nan plasma a ak jwen, ak nan menm tan an ogmante fòs la lyezon nan Titàn la ak nitwojèn. Si kenbe konstan presyon an vakyòm, koule nan nitwojèn ogmante ak ogmante patipri negatif, men kontni azòt nan fim nan diminye ak ogmantasyon nan negatif negatif. Sa a se sitou kapasite nan lyezon Ti-Ti se pi fò pase Ti-N, ak akòz ogmantasyon nan negatif negatif, kapasite nan re-sputtering nan Titàn a pi fò pase nitwojèn. Anplis de sa, ak ogmantasyon nan patipri patikil plasma yo fè patikil yo enèji vole nan chanjman an matris, ki afekte estrikti òganizasyonèl nan fim nan.

Arc aktyèl

Konsidere soti nan pèspektiv nan aplikasyon endistriyèl pwodiksyon, ogmante aktyèl arc ka amelyore pwodiktivite ak dite fim ak rezistans mete. Ogmante aktyèl arc, vle di ke sib la an jeneral tanperati ogmante, gout ki koresponn ap ogmante, ak gwosè a gout ap ogmante tou.

Ogmantasyon nan ti gout ak gwosè gout pral inevitableman mennen nan n bès nan rezistans korozyon nan fim nan, espesyalman gwo goutèt dyamèt, ak sou 1/3 antere nan fim nan nan direksyon wotè ak iregilye twou yo ti nan pati anba a. Lè rankontre sibstans ki sou korozif tankou asid ak alkali elatriye, sa yo twou premye koripsyon ak fòm twou zegwi ki gen fòm, Se poutèt sa, egzistans yo se rezon prensipal ki rezistans nan korozyon nan kouch la diminye. Se poutèt sa, nan aplikasyon pratik, pou kowòdinasyon an nan kontradiksyon ki genyen ant ogmantasyon aktyèl ak jwen, kèk fason optimize ka itilize, tankou ogmante zòn nan evaporasyon nan sib la, ranfòse efè a refwadisman nan sib oswa konsepsyon nouvo sous arc ki ka anpeche ti gout pwodwi.