Bieža problēma
-
Faktiskajā ražošanā daudzi galalietotāji{0}}saskaras ar tipisku problēmu:
* Bieža loka izkliedēšana izsmidzināšanas laikā
* Palielināts daļiņu izmērs plēvē
* Nestabils plēves veidošanās ātrums
* Zema mērķa izmantošana
* Nenormāla plaisāšana uz mērķa virsmas
* Slikta plēves konsistence -
Daudzu klientu pirmā reakcija ir iekārtu parametru pielāgošana, taču realitāte ir šāda:
Vairāk nekā 60% neparastu izsmidzināšanas problēmu rodas nevis iekārtā, bet gan pašā izsmidzināšanas mērķī.
Tas jo īpaši attiecas uz cirkonija mērķiem, kuru reaktīvās metāliskās īpašības padara tos ārkārtīgi jutīgus pret tīrību, mikrostruktūru un ražošanas procesiem.
Šajā rakstā no materiālu inženierijas viedokļa tiks analizēti vairāki galvenie faktori, kas ietekmē cirkonija mērķu izsmidzināšanas stabilitāti.
-
Tīrība nav tikai "skaitļu spēle".
Tirgū izplatītajiem cirkonija izsmidzināšanas mērķiem ir šādas tīrības pakāpes:
* 99,5 %
* 99,9% Zr
* 99,95% Zr
* 99,99% Zr
Daudzi iepirkumu darbinieki uzskata:
"Jo augstāka tīrība, jo labāk."
Bet tas tā nav.
Tas, kas patiesi ietekmē izsmidzināšanas stabilitāti, ir ne tikai kopējā tīrība, bet arī spēja kontrolēt galvenos piemaisījumu elementus, piemēram:
* Skābeklis (O)
* Slāpeklis (N)
* Ogleklis (C)
* Dzelzs (Fe)
* Hafnijs (Hf)
un citi kritiskie piemaisījumu elementi.
II. Skābekļa saturs ir galvenais faktors, kas ietekmē cirkonija mērķa stabilitāti
Cirkonijs ir ļoti reaģējošs metāls un ir ārkārtīgi jutīgs pret skābekli.
Ja skābekļa saturs cirkonija mērķī ir pārāk augsts, tas novedīs pie:
* Lokalizētu izolācijas fāžu veidošana
* Mērķa virsmas lādiņa uzkrāšanās
* Paaugstināta patoloģiska izdalīšanās
* Paaugstināta loka frekvence
Galu galā tas izpaužas kā:
* Palielināts plēves daļiņu skaits
* Samazināta raža
* Palielināts dobuma piesārņojums
Šī problēma ir īpaši izteikta līdzstrāvas Magnetron Sputtering procesos.
Tāpēc augstas klases-plānas plēves lietojumiem:
* Skābekļa saturs parasti ir jākontrolē zem 1000 ppm
* Dažām augstākās klases{0}}lietojumprogrammām ir nepieciešama pat mazāka par 300 ppm
Tas ir arī iemesls, kāpēc:
Cirkonija mērķiem ar tādu pašu nominālo tīrību 99,9% var būt ļoti atšķirīgs faktiskais kalpošanas laiks un izsmidzināšanas stabilitāte.
II. Graudu struktūra nosaka plēves viendabīgumu
Daudzi klienti koncentrējas tikai uz ķīmisko sastāvu, bet neņem vērā mikrostruktūru.
Patiesībā:
Graudu izmērs un mikrostruktūras viendabīgums tieši ietekmē izsmidzināšanas ātruma sadalījumu.
Ja graudi ir rupji vai ar ievērojamu tekstūru:
Tas novedīs pie:
* Nekonsekventi izsmidzināšanas rādītāji noteiktos apgabalos
* Nevienmērīga mērķa erozija
* Nenormāls nodilums magnētiskā lauka reģionos
* Pasliktināta plēves biezuma viendabīgums
Šis efekts ir vēl izteiktāks lieliem{0}}izmēra rotējošiem mērķiem.
IV. Kāpēc augsta-blīvuma cirkonija mērķi ir stabilāki?
Mērķa materiāla iekšējā porainība ir daudzu anomāliju avots.
Zema{0}}blīvuma cirkonija mērķiem parasti ir:
* Mikroporainība
* Atlikušā gāze
* Lokalizēta siltuma uzkrāšanās
Lielas{0}}jaudas apstākļos:
Šīs jomas ir pakļautas attīstībai:
* Mikro{0}}izlāde
* Termiskā plaisāšana
* Lokalizēta atslāņošanās
Tāpēc augstas klases cirkonija{0}}mērķos parasti tiek izmantots:
* Vakuuma apstādināšana (VAR)
* Karstās kalšanas process
* HIP (karstā izostatiskā presēšana)
lai uzlabotu materiāla blīvumu.
Augstas kvalitātes{0}}cirkonija mērķi nozarē:
Parasti prasa:
* Relatīvais blīvums Lielāks vai vienāds ar 99% teorētiskā blīvuma
Pretējā gadījumā, pat ja izsmidzināšana sākotnēji ir veiksmīga, stabilitātes problēmas, visticamāk, radīsies vēlāk.
V. Saistīšanas process bieži tiek novērtēts par zemu
Daudzi klienti koncentrējas uz mērķa korpusu, bet neņem vērā aizmugures loksnes savienošanu.
Patiesībā:
Mērķa kļūme bieži vien nav "materiāla problēma", bet gan "siltuma pārvaldības problēma".
Ja savienojošajam slānim ir:
* Tukšumi
* Vietējā atslāņošanās
* Nevienmērīga siltumvadītspēja
Tas novedīs pie:
* Lokalizēta temperatūras paaugstināšanās uz mērķa virsmas
* Termiskā sprieguma koncentrācija
Paaugstināts plaisāšanas risks
Kopējās savienošanas metodes ietver:
Procesa raksturojums
Indija līmēšana: laba siltumvadītspēja, piemērota zemas{0}}temperatūras procesiem
Elastomēra saistīšana: spēcīga sprieguma buferspēja
Difūzijas līmēšana: augsta savienojuma stiprība, piemērota lielas-jaudas lietojumiem
Dažādām iekārtām un jaudas apstākļiem ir pilnīgi atšķirīgas prasības savienošanas shēmām.
Secinājums
PVD procesiem:
Cirkonija izsmidzināšanas mērķi nav tikai "palīgmateriāli".
Tie būtībā ir:
pamatmateriāli, kas ietekmē plēves kvalitāti, aprīkojuma stabilitāti un ražošanas ražu.
Patiesi stabili cirkonija izsmidzināšanas mērķi balstās uz:
* Materiāla tīrības kontrole
* Mikrostruktūras projektēšana
* Blīvēšanas process
* Siltuma vadības iespējas
* Pilnīga kvalitātes sistēma
Tiešajiem{0}}lietotājiem:
Iegādājoties cirkonija izsmidzināšanas mērķus, cenai nevajadzētu būt vienīgajam apsvērumam.
Vairāk koncentrējieties uz:
Vai izsmidzināšanas mērķis var stabili atbalstīt jūsu procesa logu ilgtermiņā.
Ķīnas viens{0}}pielāgotu izsmidzināšanas mērķu ražotājs
Mūsu produktiem ir zemāks skābekļa saturs, augstāka tīrība, vienmērīgāka mikrostruktūra, lielāki rotējošie mērķi un augstāki izmantošanas rādītāji.
Tie piedāvā stabilu kontroli pār kausēšanas procesu, mikrostruktūru, savienošanas procesu un īpaši-augstas tīrības piemaisījumu līmeni.