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磁控濺射鍍膜機鍍膜技術發展趨勢
        磁控濺射真空鍍膜機鍍膜技術具有沉積溫度更低,可以實現高速、無缺陷陶瓷薄膜沉積等一系列典型優點。比如沉積氧化物薄膜時,傳統上可以利用金屬靶材、在適當可控氧氣氣氛中反應濺射沉積,或者射頻(一般13156MHz)濺射氧化物靶材沉積。但是這2種方法均有局限性,射頻濺射可以獲得高質量薄膜,但沉積速率極低(μm/h級),系統復雜,難以實現商業應用。反應濺射過程中的問題是靶材中毒,反應濺射時,靶材表面非主要輝光區被絕緣沉積物覆蓋,導致靶材絕緣,絕緣層電荷積累,直到發生電弧放電;電弧放電使得靶材成分以液滴形式蒸發,沉積在襯底表面時導致各種薄膜缺陷,如薄膜組織疏松、晶粒粗大、成分或結構偏析等,這對于薄膜的性能尤其是光學、耐腐蝕性能產生十分不利的影響。利用脈沖磁控濺射技術可以有效的抑制電弧產生進而消除由此產生的薄膜缺陷,同時可以極大的提高濺射沉積速率,達到沉積純金屬的速率即數10μm/h。脈沖濺射過程中,加在靶材上的脈沖電壓與一般磁控濺射相同(400~500V),控制靶材上加電壓進行放電的時間,保證靶材不中毒、出現電弧放電;然后斷開靶電壓甚至使得靶材帶正電。因為等離子體中電子運動速度遠高于離子速度,變換的靶材正電壓一般只需要負偏壓的10%~20%,即可以防止電弧放電(此類電源稱為非對稱雙極直流電源)。
 
磁控濺射真空鍍膜機
 
        有研究認為,當脈沖頻率低于20kHz時,不能抑制電弧放電出現,在脈沖頻率高于20kHz時,電弧放電可以完全被抑制,同時脈沖寬度(正負電壓時間之比)具有關鍵作用,脈沖寬度達到1∶1時具有抑制效果;正電壓大小對是否產生電弧放電沒有明顯影響,但是極大的影響沉積速率,正電壓從10%提高到20%(與負電壓之比),沉積速率可以提高50%。該效應被認為是高的正電壓能夠增強對靶材的清洗。利用PMS技術可以進行雙極磁控濺射,2個磁控濺射靶分別做為正負極,工作過程中,一個靶進行濺射而另一個靶進行清洗,循環往復。該技術具有長時間(300h)穩定運行等諸多優點,在沉積用于建筑、汽車、聚合材料的光學薄膜方面具有重要用途。另一個近期發展是在襯底上加脈沖偏壓。脈沖偏壓能夠大大提高襯底上的離子束流。在磁控濺射中,直流負偏壓一般加到-100V時,襯底離子束流即達到飽和,提高負偏壓不會增加襯底離子束流,一般認為該飽和電流為離子束流,電子無法接近襯底表面。使用脈沖偏壓則不然,研究表明,脈沖偏壓不僅能夠提高襯底飽和電流,而且隨著負偏壓的增大,飽和電流增大;當脈沖頻率提高時,該效應更加典型;該機制仍然不很清楚,可能與振蕩電場產生的等離子體的離化率及電子溫度較高這一效應有關。襯底脈沖負偏壓為有效控制襯底電流密度提供了一種新的手段,該效應可以應用到優化膜層結構、附著力,以及縮短濺射清洗及襯底加熱時間。隨著機械、電源、控制等相關技術的進步,磁控濺射技術將得到進一步發展。如在近期,由于稀土磁鐵的應用,過去靶材表面的磁場強度只有300~500Gs,現在已經提高到1kGs,使得磁控濺射的效率和能力進一步提高。
 
        磁控濺射技術已經在我國的建材、裝飾、光學、防腐蝕、工磨具強化等領域得到比較廣的應用,利用磁控濺射技術進行光電、光熱、磁學、超導、介質、催化等功能薄膜制備是當前研究的熱點。但是,關于非平衡磁控濺射鍍膜機鍍膜技術尤其是新型沉積工藝,國內了解、研究的單位還很少,經過搜索發現,到目前為止只有不到20篇的相關中文科研文章,而作者單位數更少。防腐蝕、高硬度薄膜在提高石油機械的性能、壽命等方面能夠發揮重要作用,低摩擦系數、潤滑、防泥包、催化、光學等功能薄膜應用于石化行業時有望大幅度提高工作效率、產品品質以及環保、安全性等。伴隨者新型磁控濺射技術及工藝的發展、應用,石油、化工行業對提高生產效率、環保、安全性等需求的增加,磁控濺射技術對石油、化工領域的重要性將不斷增大。