Étude de l'uniformité du TiN déposé sur une plaque d'acier inoxydable par placage ionique à plusieurs arcs

Étude de l'uniformité du TiN déposé sur une plaque d'acier inoxydable par placage ionique à plusieurs arcs

Le placage ionique à plusieurs arcs est un procédé de revêtement développé pour une bonne diffraction, qui peut être utilisé pour préparer des films métalliques, des films en alliage, des films composés et des films à structure multicouche. En raison de son taux élevé d'ionisation des métaux et de son énergie ionique élevée, cette technologie peut améliorer l'uniformité et l'adhérence du revêtement. Elle est devenue la meilleure technologie pour le dépôt de film décoratif TiN.

TiN de dépôt de placage ionique à arcs multiples dont l’essence est introduite dans le processus chimique général de placage ionique à plusieurs arcs, qui peut simultanément réagir avec l’évaporation des importations de titane avec l’azote titanique, avec l’évaporation du titane mélangé dans le plasma, à basse température était une réaction de biochimie, des sédiments se sont formés dans les composés du substrat.

Bien que le placage ionique à plusieurs arcs présente de bonnes propriétés de diffraction et puisse être utilisé pour tous les types de décorations, il n'est pas facile d'obtenir un revêtement TiN uniforme sur la grande surface du substrat en acier inoxydable destiné à la décoration architecturale.

1. Problèmes proposés

Pour obtenir une uniformité satisfaisante, il est nécessaire que la largeur transversale de la cible soit supérieure à la largeur du substrat et que la cible soit un tout continu dans la direction de la largeur du substrat. Et de nombreux équipements à arc ionique, chaque arc est discontinu dans l'espace entre l'arc et l'arc a une certaine distance, si un ajustement incorrect fait partie du matériel de l'équipement, ou des paramètres de processus de sélection incorrects du logiciel de l'équipement, il est possible de créer le substrat dans l'environnement. en face de la partie de l'arc et d'une partie plus importante de la différence de couleur entre arc et arc, l'arc est opposé à la partie profonde de la couleur (ou de la lumière), entre la couleur de l'arc et de la section de l'arc, peu profonde ou profonde, la profondeur des bandes courbes, communément appelée "zèbre", font le produit de la déco décorative, voire deviennent défectueux.

Le problème de l'uniformité des plaques d'acier inoxydable à placage ionique est discuté dans cet article

2. Facteurs d'influence du matériel

2.1 la distance entre les arcs et les substrats

La distance entre l'arc et le substrat a une grande influence sur l'uniformité du revêtement par placage ionique. La distance de base de l'arc est trop petite, le nombre de collisions de particules avant d'atteindre le substrat est trop petit, l'effet de diffusion est atténué et l'uniformité du revêtement diminue. La distance à la base de l'arc est trop grande, non seulement une perte d'espace, augmente le temps nécessaire à l'évacuation inutile, mais fait également en sorte que les particules atteignent le substrat lorsque l'énergie est trop petite, la fermeté et le déclin du revêtement. Les résultats théoriques et expérimentaux montrent que l'uniformité d'épaisseur de film souhaitée peut être obtenue lorsque la distance de base de l'arc est supérieure à 200 mm.

2.2   intensité du champ magnétique

Il est bien connu que le champ magnétique dans le système de source d'arc peut améliorer les performances de la source d'arc électrique, rendre le mouvement accéléré du plasma d'arc, augmenter le nombre d'électrons et d'ions émis par la cathode. , augmenter la densité des faisceaux et la directivité, réduire le contenu de micro-goutte à goutte, mais la force du champ magnétique à modérer, trop peut rendre la concentration des particules, l'uniformité de revêtement tomber; Trop faible et facile à provoquer l'extinction d'arc, ne peut pas atteindre le rôle d'arc stable.

Les expériences montrent que la composante horizontale maximale du matériau source à la surface de l'intensité du champ magnétique dans les 20 ~ 35 g est la meilleure, avant d'utiliser tout le matériau source de l'arc à la surface de l'intensité du champ magnétique nécessaire pour utiliser l'ajustement unifié Gauss mètre, en tant que source de consommation de matériau, source de surface du matériau en raison de la distance de l'aimant et diminution de l'intensité du champ magnétique, il est donc nécessaire d'ajuster périodiquement son intensité en fonction de la source de consommation de matériau à la surface du champ magnétique l'intensité, les défauts de morphologie de surface sont une source sérieuse de matériau à retraiter.

3. Facteurs influençant les logiciels

3.1 pression de gaz

Dans le processus de placage ionique, la pression du gaz a une grande influence sur l'uniformité du revêtement. D'une manière générale, plus la pression du gaz est élevée, meilleure est la diffraction ionique et meilleure est l'uniformité du revêtement. Cependant, une pression excessive réduira également l'énergie transportée par les particules lorsqu'elles atteindront le substrat et affectera la force d'adhérence du revêtement. Les expériences montrent que la pression partielle optimale de l'azote est de 3,0 * 10-1 ~ 1 Pa pour le dépôt de TiN sur une grande surface de substrat en acier inoxydable par placage ionique.

3.2 biais de substrat

En définissant polarisation négative du substrat peut améliorer la vitesse des particules incidentes, substrat pour obtenir une énergie plus grande, augmentant ainsi la force d'adhésion entre le revêtement et le substrat, mais une polarisation excessive provoquerait la diffusion des particules est attirée sur le substrat, l'uniformité du revêtement, le dépôt par placage ionique de film de TiN polarisé entre 50 et 100 v est préférable.

3.3 la magnitude du courant d'arc

Le courant d'arc reflète le taux d'évaporation du film. Les expériences montrent que lorsque le courant d’arc augmente lorsque l’uniformité du revêtement diminue, ceci est dû au dépôt de particules par diffusion sur le substrat, et au dépôt en raison de l’incidence accrue de la source d’arc, mais de l’amélioration de l’efficacité de la production, plus le courant d’arc est bon, plus nous devons faire le compromis, en plus de la zone de matériau source de différents dispositifs, le choix des paramètres sera différent, pour le matériau source d’un diamètre de 65 mm, le courant d’arc doit être entre 50 ~ 100 a.

3.4 température du substrat

La température du substrat affecte l’effet de l’uniformité du revêtement par placage ionique; le but principal est d’éliminer l’humidité intérieure sous vide et d’améliorer l’adhérence du revêtement; l’humidité intérieure sous vide est alors soumise à une couche de zèbre d’une raison très importante, en particulier pour les couches dotées l’humidité de l’air en été est plus grande, la pression dans le vide gèle facilement l’eau de condensation sur les murs intérieurs, c’est la principale cause de l’eau; de plus, après le nettoyage du support, le séchage incomplet apportera également de l’humidité dans la chambre à vide, de l’eau chauffée à la vapeur, d'une part, facile à provoquer la décharge du substrat dans le corps de la chambre à vide, brûle la surface du substrat (d'autre part, sous l'action de l'arc électrique, décomposez l'oxygène, l'azote et l'oxygène réagissent plus rapidement avec le titane, il va inévitablement provoquer le changement de la composition de revêtement, entraînant une couleur de revêtement inégale, la température du substrat doit être comprise entre 120 ℃ ~ 200 , car la température est trop élevée peut Les difficultés de chargement et de déchargement du substrat réduisent l'efficacité de la production, par contre, lorsque l'endommagement de la chambre de vide à proximité de l'eau de refroidissement est endommagé et que la température intérieure est maintenue, le vide peut améliorer cet état dans une très grande mesure.

4, notes de fin

Pour obtenir une adhérence uniforme du revêtement de placage ionique bon N, régler l’appareil autour de la partie matérielle et les paramètres de processus alternatifs du logiciel de l’équipement sont très importants; pour différentes structures de l’équipement, divers facteurs doivent être pris en compte de manière exhaustive, une réglementation unifiée de divers paramètres de processus, recherchez le correspondant aux conditions de processus optimales de l'équipement spécifique.

En outre, la pièce à traiter avant le nettoyage du revêtement et la pureté du gaz de réaction sur l'uniformité du revêtement ont également un impact plus important, car ces deux aspects peuvent généralement provoquer suffisamment d'attention et obtenir un bon effet de nettoyage (avec un équipement de nettoyage à ultrasons) et l'azote de haute pureté est relativement efficace. facile, donc pas dans le cadre de cet article.

À la fin, les paramètres de traitement typiques du revêtement TiN déposé sur une plaque d'acier inoxydable de 3000 mm * 1000 mm à l'aide d'un équipement de placage ionique multi-arc d'un diamètre de 1500 mm et d'une longueur de 3500 mm ainsi que de 24 sources d'arc sont donnés à la discussion par des collègues.

Système de revêtement par pulvérisation IKS PVD ® Multi Arc Megnetron, contactez: iks.pvd@foxmail.com