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            蘇州辰杰真空鍍膜有限公司
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            濺射鍍膜

            2018-07-03

            濺射鍍膜是指在真空室中,利用荷能粒子轟擊靶表面,使靶材的原子或分子從表面發射出來,進而在基片上沉積的技術。在濺射鍍鈦的實驗中,電子、離子或中性粒子均可作為轟擊靶的荷能粒子,而由于離子在電場下易于加速并獲得較大動能,所以一般是用Ar+作為轟擊粒子。

            與傳統的蒸發鍍膜相比,濺射鍍膜可以在低溫、低損傷的條件下實現高速沉積、附著力較強、制取高熔點物質的薄膜,在大面積連續基板上可以制取均勻的膜層。濺射鍍膜被稱為可以在任何基板上沉積任何材料的薄膜技術,因此應用十分廣泛。

            濺射鍍膜有很多種方式。按電極結構、電極相對位置以及濺射的過程,可以分為二極濺射、三極或四極濺射、磁控濺射、對向靶濺射、和ECR濺射。除此之外還根據制作各種薄膜的要求改進的濺射鍍膜技術。比較常用的有:

              1、在Ar中混入反應氣體如O2、N2、CH4、C2H2等,則可制得鈦的氧化物、氮化物、碳化物等化合物薄膜的反應濺射。

              2、在成膜的基板上施加直到500V的負電壓,使離子轟擊膜層的同時成膜,由此改善膜層致密性的偏壓濺射。

              3、在射頻電壓下,利用電子和離子運動特征的不同,在靶表面感應出負的直流脈沖,從而產生濺射的射頻濺射。這種技術最早由1965年IBM公司研制,對絕緣體也可以濺射鍍膜。

              4、為了在更高的真空范圍內提高濺射沉積速率,不是利用導入是氬氣,而是通過部分被濺射的原子(如Cu)自身變成離子,對靶產生濺射實現鍍膜的自濺射鍍膜技術。

              5、在高真空下,利用離子源發出的離子束對靶濺射,實現薄膜沉積的離子束濺射。

              其中由二極濺射發展而來的磁控濺射技術,解決了二極濺射鍍膜速度比蒸鍍慢得多、等離子體的離化率低和基片的熱效應等明顯問題。磁控濺射是現在用于鈦膜材料的制備最為普遍的一種真空等離子體技術,實現了在低溫、低損傷的條件下高速沉積。自2001年以來,廣大的科技研究者致力于這方面的研究,成果顯著。

              在鋼材、鎳、鈾、金剛石表面鍍鈦金屬薄膜,大大提高了鋼材、鈾、金剛石等材料的耐腐蝕性能,使得使用領域更加廣泛;而鎂作為硬組織植入材料,在近年來投入臨床使用,當在鎂表面鍍制一層鈦金屬薄膜,不僅加強了材料的耐蝕性,而且鈦生物體相容性好,比重小、毒性低、更易為人體所接受;在云母、硅片、玻璃等材料上鍍上鈦金屬薄膜,研究其對電磁波的反射、吸收、透射作用,對于高效太陽能吸收、電磁輻射、噪音屏蔽吸收和凈化等領域具有重要意義。

              除此之外,磁控濺射作為一種非熱式鍍膜技術,主要應用在化學氣相沉積(CVD)或金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)生長困難及不適用的鈦薄膜沉積,可以獲得大面積非常均勻的薄膜。包括歐姆接觸Ti金屬電極薄膜及可用于柵絕緣層或擴散勢壘層的TiN、TiO2等介質薄膜沉積。

              在現代機械加工工業中,濺鍍包括Ti金屬、TiAl6V4合金、TiN、TiAlN、TiC、TiCN、TiAlOX、TiB2、等超硬材料,能有效的提高表面硬度、復合韌性、耐磨損性和抗高溫化學穩定性能,從而大幅度地提高涂層產品的使用壽命,應用越來越廣泛。


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