硬質(zhì)涂層對靶材的技術(shù)要求介紹

上文我們講到硬質(zhì)涂層用到的鍍膜靶材有哪些，今天我們來講講硬質(zhì)涂層對濺射靶材的技術(shù)要求，主要體現(xiàn)在這幾點，對靶材的純度、內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)、物理及力學性能和外觀尺寸的要求。

純度

靶材的純度對濺射薄膜的性能影響很大。靶材的純度越高,濺射薄膜的均勻性越好,性能越高。影響靶材純度的主要因素是雜質(zhì)含量,雜質(zhì)的來源廣泛,包括熔煉鑄造過程中的夾雜物和粉末原料中的氧氣和水等。靶材作為濺射中的陰極，固體中的雜質(zhì)和氣孔中的O2和H2O在沉積過程.中,容易在薄膜表面形成熔滴和孔洞。

致密度

靶材的致密度不僅影響濺射時的沉積速率、濺射膜粒子的密度和放電現(xiàn)象等,還影響著濺射薄膜的物理和力學性能。靶材致密度越高,濺射膜粒子的密度越低,放電現(xiàn)象越弱,薄膜的性能也越好;致密度低的靶材在濺射過程中,存在于靶材孔隙中的氣體突然釋放,造成大尺寸的材料顆粒或微粒飛濺,或在成膜之后薄膜受到二次電子的轟擊產(chǎn)生微粒,這些微粒的出現(xiàn)將嚴重影響涂層質(zhì)量。

成分與結(jié)構(gòu)均勻性

成分與結(jié)構(gòu)均勻性是考察靶材質(zhì)量的重要指標之一。對于復相結(jié)構(gòu)的合金靶材和混合靶材,不僅要求成分的均勻性,還要求組織結(jié)構(gòu)的均勻性。只有靶材的成分和結(jié)構(gòu)均勻,在后期鍍膜過程中才能均勻地濺射在基體上;如果均.勻性不好,沉積出來的薄膜均勻性也會受到影響,容易出現(xiàn)孔洞、間隙,凸起等缺陷。

晶粒尺寸和取向

靶材的晶粒尺寸越細小,沉積的薄膜厚度分布越均勻,濺射速率越快。在靶材的濺射沉積鍍膜過程中發(fā)現(xiàn)，合金靶材具有擇優(yōu)濺.射現(xiàn)象,這嚴重影響到薄膜的化學組成,因此控制合金靶材中的晶粒取向顯得尤為重要。

幾何形狀與尺寸

主要體現(xiàn)在加工精度和質(zhì)量方面，如表面粗糙度和平整度等。檢查靶材表面有無開裂、縮孔和難熔不熔物等。靶材對表面質(zhì)量有無開裂、縮孔和難熔不熔物等。靶材對表面質(zhì)量的控制極為嚴格,表面質(zhì)量缺陷對后續(xù)的濺射鍍膜均勻性影響很大。

性能要求

主要是對濺射靶材的熱導率、電導率和熱膨脹系數(shù)的要求。因濺射導致靶材的溫度升高,熱導率越高熱量傳遞的越快,靶材離子的蒸發(fā)效果越好,沉積效率越高;靶材與基材的熱膨脹系數(shù)的差值越小越好,借以減小熱應力的影響。

下面就幾種常用的硬質(zhì)涂層用靶材的技術(shù)要求做一下具體介紹

鈦靶材（Ti），純度99.8%、晶粒度＜100μm，致密度＞99.9%，制備工藝熔煉鑄造法

鉻靶材（Cr），純度99.5%、晶粒度＜150μm，致密度＞99.9%，制備工藝粉末冶金法

鈦鋁靶材（Ti-40Al），純度99.8%、晶粒度＜100μm，致密度＞99.9%，制備工藝粉末冶金法

鉻鋁靶材（Cr-70Al），純度99.8%、晶粒度＜100μm，致密度＞99.9%，制備工藝粉末冶金法

鈦鋁硅靶材（Ti-60Al-10Si），純度99.8%、晶粒度＜100μm，致密度＞99.9%，制備工藝粉末冶金法

鉻鋁硅靶材（Cr-60Al-10Si），純度99.8%、晶粒度＜100μm，致密度＞99.9%，制備工藝粉末冶金法

鎢碳(WC)，純度99.9%、晶粒度1μm，致密度＞99%，制備工藝燒結(jié)生產(chǎn)