223 / 2020-09-21 17:50:58

等离子体表征在PVD薄膜生长中的应用

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回顾针对多组元、纳米复合结构硬质薄膜的研究报道发现，沉积薄膜时的等离子体性质对薄膜结构及力学性能具有重要决定作用。沉积等离子体性质，包括等离子体成分、离子能量及分布、发生响应时间、离子束流大小、离子/金属原子束流比、电子温度及束流等，对薄膜相组成、组织结构及力学性能的有着重要影响。如何理清、建立沉积等离子体性质与薄膜结构及性能之间的关联，是研究、理解多组元及纳米复合结构硬质薄膜构性关联的关键问题。国外研究机构如瑞典林雪平大学、德国亚琛大学、CemeCon及Oerlikon公司等已对部分溅射及电弧蒸发薄膜的沉积等离子体做出系统性研究，积累了大量研究数据，用以探究PVD薄膜生长的本质机理，并优化薄膜生产工艺，从而成为国际涂层刀具市场的领头羊。然而，国内相关PVD薄膜沉积等离子研究至今仍较为匮乏。本文基于等离子体表征技术，对常见钛基PVD硬质薄膜（如TiAlN、TiAlSiN、TiB₂、TiBN等）的制备、生长机制及结构、性能演变行为进行深入研究。