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若將反應(yīng)氣體導(dǎo)入蒸發(fā)空間,便可在工件表面沉積金屬化合物涂層,這就是反應(yīng)性離子鍍。由于采用等離子活化,工件只需在較低溫度甚至在室溫下進(jìn)行鍍膜,完全保證零件的尺寸精度和表面粗糙度,因此,可以安排在工件淬火、回火后即后一道工序進(jìn)行。如沉積TiN或TiC時(shí),基體溫度可以在150-600℃范圍內(nèi)選擇,溫度高時(shí)涂層的硬度高,與基體的結(jié)合力也高?;w溫度可根據(jù)基體材料及其回火溫度選擇,如基體為高速鋼,可選擇560℃,這樣,對于經(jīng)淬火、回火并加工到尺寸的模具加工,無需擔(dān)心基體硬度降低及變形問題。另外,離子鍍的沉積速度較其他氣相沉積方法快,得到10mm厚的TiC或TiN涂層,一般只需要幾十分鐘。
在真空度較高的環(huán)境下,通過加熱或高能粒子轟擊的方法使源材料以原子、分子或離子的形式逸出沉積物粒子,并且逸出的粒子在基片上沉積形成薄膜的技術(shù)。.PVD大家族里主要有三位成員:真空蒸發(fā)沉積技術(shù)(蒸鍍);濺射沉積技術(shù);離化PVD技術(shù)。
蒸鍍是在真空環(huán)境下,以各種加熱方式賦予待蒸發(fā)源材料以熱量,使源材料物質(zhì)獲得所需的蒸汽壓而實(shí)現(xiàn)蒸發(fā),所發(fā)射的氣相蒸發(fā)物質(zhì)在具有適當(dāng)溫度的基片上不斷沉積而形成薄膜的沉積技術(shù)。
PCVD的工藝裝置由沉積室、反應(yīng)物輸送系統(tǒng)、放電電源、真空系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)組成。氣源需用氣體凈化器除往水分和其它雜質(zhì),經(jīng)調(diào)節(jié)裝置得到所需要的流量,再與源物質(zhì)同時(shí)被送進(jìn)沉積室,在一定溫度和等離子體等條件下,得到所需的產(chǎn)物,并沉積在工件或基片表面。所以,PCVD工藝既包括等離子體物理過程,又包括等離子體化學(xué)反應(yīng)過程。
微波等離子體化學(xué)氣相沉積(MW-PCVD)
微波等離子體的特點(diǎn)是能量大,活性強(qiáng)。激發(fā)的亞穩(wěn)態(tài)原子多,化學(xué)反應(yīng)輕易進(jìn)行,是一種很有發(fā)展前途、用途廣泛的新工藝,微波頻率為2.45GHz,
微波放電與直流輝光放電相比具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,輕易起輝,耦合,工作穩(wěn)定,無氣體污染及電極腐蝕,工作頻帶寬等優(yōu)點(diǎn),裝置主要由微波發(fā)生器、環(huán)形器、定向耦合器、表面波導(dǎo)放電部分及沉積室組成。