新型清洁金属等离子体源的开发研究

【摘要】：新型超硬涂层的开发和严苛的工作环境,对涂层综合性能及结合力提出越来越高的要求,较高的沉积粒子离化率及其带来的能量可控性成为开发新型涂层沉积技术的目标。现有的阴极弧技术虽可产生高密度的金属离子束流,但存在"大颗粒"影响涂层质量与界面结合。高功率脉冲磁控溅射技术(HPPMS)具有高的材料离化率和单离子沉积特征,可产生"清洁"离子束,被认为是物理气相沉积(PVD)技术的发展方向。但HPPMS沿用平面靶,仍存在放电不稳定、溅射材料离化率不一、沉积速率低等问题。本文提出一种新思路:设计圆筒形靶源代替常规平面靶,将HPPMS不利放电限制在圆筒中,通过引出栅将金属等离子体引出,形成100%离化、能量可控的清洁金属等离子体束。不仅可有效避免HPPMS放电对涂层产生影响,而且圆筒形靶内,原子可以反复溅射,电子形成回旋震荡,增加碰撞离化几率,有效提高溅射材料的离化率,同时溅射面积远大于束流引出截面,引出束流密度将远大于常规平面靶,进而有效提高沉积速率。本文主要对新型金属等离子体源进行结构设计、磁场设计及引出电场设计,制作了实验样机,为HPPMS技术的真正市场应用提供了解决方案。 【作者单位】：北京大学深圳研究生院新材料学院 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室
【关键词】：高功率脉冲磁控溅射 金属等离子体源 清洁离子束 高密度 能量可控
【分类号】：TB306
【正文快照】： 新型清洁金属等离子体源的开发研究@吴忠振$北京大学深圳研究生院新材料学院!广东深圳510085 @肖舒$北京大学深圳研究生院新材料学院!广东深圳510085 @马正永$北京大学深圳研究生院新材料学院!广东深圳510085 @田修波$哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室!黑龙

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