[發明專利]傳輸方向可調式的多級磁場電弧離子鍍方法

有效

• 申請號: 201510575622.1
• 申請日: 2015-09-10
• 公開（公告）號: CN105088150B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 魏永強;宗曉亞;吳忠振;蔣志強
• 申請（專利權）人: 魏永強
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

傳輸方向可調式的多級磁場電弧離子鍍方法，屬于材料表面處理技術領域，本發明為解決低熔點的純金屬或多元合金材料和非金屬材料（比如石墨）在電弧離子鍍中的大顆粒問題和低熔點靶材使用局限，拓展電弧離子鍍靶材使用范圍和薄膜制備的領域。本發明方法包括：一、將待鍍膜的工件置于真空室內的樣品臺上，接通相關電源；二、薄膜沉積：待真空室內的真空度小于10^?2Pa時，通入工作氣體并調整氣壓，開啟鍍膜電源，偏壓電源，通過多級磁場直管磁過濾裝置消除大顆粒缺陷和保證電弧等離子體的傳輸效率，再利用傳輸方向可調式磁場裝置保證電弧等離子體可以到達真空室內任意位置的基體表面，設置所需工藝參數，進行薄膜沉積。

技術領域

本發明涉及傳輸方向可調式的多級磁場電弧離子鍍方法，屬于材料表面處理技術領域。

背景技術

電弧離子鍍技術可以獲得包括碳離子在內的幾乎所有金屬離子，同時以高離化率、繞射性好、膜基結合力好、涂層質量好、沉積效率高和設備操作簡便等優點而受到重視，是目前在工業中得到廣泛應用的物理氣相沉積制備技術之一。其不僅可以用于制備金屬防護涂層，還可以通過工藝方法的調節，實現氮化物、碳化物等高溫陶瓷涂層的制備，同時在功能薄膜領域也有應用。即使對于形狀非規則的零部件，電弧離子鍍也可以實現薄膜的快速沉積，甚至也作為納米多層和超晶格薄膜制備方法（Tay B K, Zhao Z W, Chua D H C.Review of metal oxide films deposited by filtered cathodic vacuum arctechnique [J]. Mater Sci Eng R, 2006, 52(1-3): 1-48.）。但是在電弧離子鍍制備薄膜的過程中，由于弧斑電流密度高達2.5~5×10¹⁰A/m²，引起靶材表面的弧斑位置處出現熔融的液態金屬，在局部等離子體壓力的作用下以液滴的形式噴濺出來，附著在薄膜表面或鑲嵌在薄膜中形成“大顆粒”（Macroparticles）缺陷（Boxman R L, Goldsmith S.Macroparticle contamination in cathodic arc coatings: generation, transportand control [J]. Surf Coat Tech, 1992, 52(1): 39-50.）。就像PM2.5對空氣質量的污染一樣，相對于厚度級別為微米或亞微米的薄膜，尺寸在0.1-10微米的大顆粒缺陷對薄膜的質量和性能有著嚴重的危害。隨著薄膜材料和薄膜技術應用的日益廣泛，大顆粒缺陷問題的解決與否成為電弧離子鍍方法進一步發展的瓶頸，嚴重制約了其在新一代薄膜材料制備中的應用。