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詳述磁控濺射鍍膜使用設備及其工藝流程

作者:admin 瀏覽量:28 來源:本站 時間:2024-07-18 12:26:30

信息摘要:

磁控濺射鍍膜是物理沉積技術的一種,利用陰極濺射原理進行鍍膜,過在靶陰極表面引入磁場,利用磁場對帶電粒子的約束來提高等離子體密度以增加濺射率??梢杂糜谥苽銹VD涂層,具有設備簡單、易于控制、鍍膜面積大和附著力強等優(yōu)點。下面,小編為大家分享一下磁控濺射鍍膜使用

 

       磁控濺射鍍膜是物理沉積技術的一種,利用陰極濺射原理進行鍍膜,過在靶陰極表面引入磁場,利用磁場對帶電粒子的約束來提高等離子體密度以增加濺射率??梢杂糜谥苽?/span>PVD涂層,具有設備簡單、易于控制、鍍膜面積大和附著力強等優(yōu)點。下面,小編為大家分享一下磁控濺射鍍膜使用設備及其工藝流程吧。

 

  一、磁控濺射鍍膜使用的設備

 

  1、真空室

 

  物料在真空狀態(tài)中進行冶煉、蒸發(fā)等反應過程的一個空間。內壁由表面拋光的不銹鋼制成,是真空系統(tǒng)的一部分。真空室的設計綜合考慮各種影響設備正常運行的因素,包括:合理的結構;合適的內部尺寸;殼體材料低放氣量;厚度滿足真空容器要求;冷卻措施以及真空密封等。

 

  2、真空系統(tǒng)

 

  是由真空泵、PLC程序控制系統(tǒng)、儲氣罐、真空管道、真空閥門、境外過濾總成等組成的成套真空系統(tǒng),真空系統(tǒng)自啟動后,全部運行過程可以實現全自動控制。啟動系統(tǒng),主真空泵組開始工作,直到真空罐內真空度達到設定的上限值,真空泵自動停止運行,中央真空系統(tǒng)內的真空由管路上的真空止回閥自動截止而得到維持。如因工作需求真空罐內真空度下降并低于設定的下限值時,備用真空泵組自動啟動。

 

  3、磁控濺射源

 

  磁控濺射源是設備的核心部件,配置的優(yōu)劣直接關系到薄膜的均勻性、致密性,功率效率和靶材利用率等指標。濺射源由陰極靶、濺射電源組成。

 

  4、加熱及溫控系統(tǒng)

 

  采用紅外加熱方式,加熱功率2kW,溫度可達400℃。

 

  5、進氣系統(tǒng)

 

  當設備進入本底真空后,進氣系統(tǒng)負責充氣,使真空室的氣壓達到動態(tài)平衡。為保證工藝的穩(wěn)定性要求真空室真空度恒定、送氣量平穩(wěn)。

 

  6、膜厚測量系統(tǒng)

 

  涂層厚度的掌握對涂層的性能十分重要,本設備采用在線式石英晶體膜厚測量儀檢測涂層厚度。濺射探頭利用鍍金晶片作為厚度檢測傳感器結構簡單、體積小,可用于監(jiān)控金屬、半導體或介質涂層的厚度。

 

  7、殘余氣體分析系統(tǒng)

 

  高真空狀態(tài)下利用質譜儀實現對真空室內氣體成分進行分析,以了解環(huán)境中存在的殘余氣體分子監(jiān)視鍍膜本底環(huán)境。

 

  8、工件轉架及擋屏

 

  工件轉架用于安裝待鍍基片,由旋轉電機帶動,通過調節(jié)轉速調節(jié)靶材粒子入射角,調節(jié)良好的膜層均勻性及附著力。

 

  擋屏由旋轉電機帶動,預濺射時,遮擋在陰極靶前,防止基片被污染。濺射時打開,使靶材材料到達基片。

 

  9、水冷系統(tǒng)

 

  設備中真空泵、濺射靶等部分在運行過程中會產生熱量采用水冷的方式對各個發(fā)熱部件進行冷卻。

 

  10、控制系統(tǒng)

 

  以PLC作為系統(tǒng)控制核心,對設備進行適時監(jiān)控。PLC與嵌入式工控機連接實現數據交換,對設備進行操作。

PVD涂層

  二、磁控濺射鍍膜的工藝流程

 

  1、基體清洗

 

  涂層基片的清洗方法主要根據PVD涂層生長方法和涂層使用目的選定。清洗的主要目的是去除表面污物和化學污物,還應考慮表面的粗化。

 

  2、抽本底真空

 

  本底真空一般應控制在2×10-4Pa以上,以盡量減少真空腔體內的殘余氣體,保證涂層的純潔度。殘余氣體由質譜儀監(jiān)測。

 

  3、加熱

 

  加熱的作用包括:基片表面除氣取水,提高膜基結合力,消除涂層應力,提高膜層粒子的聚集度。一般選擇在150~200℃之間。

 

  4、輔助氣體分壓

 

  磁控濺射建立滿足輝光放電的氣壓條件,一般選擇0.01~1 Pa范圍內,射頻濺射相對于直流濺射更容易起輝,壓力更低。

 

  5、預濺射

 

  對于靶材材料易氧化,在表面形成一層氧化膜,預濺射是通過離子轟擊的方法去除靶材氧化膜,以及其他非靶材物質。轟擊出來的粒子附著在遮擋屏上通過定時清洗清除出真空室。

 

  6、濺射

 

  濺射建立在等離子體的條件下,氬氣電離后形成的正離子高速轟擊靶材表面,使靶材粒子濺射出來到達基片表面形成涂層。

 

  7、退火

 

  靶材材料與基片材料的熱膨脹系數的差異,會影響薄膜與基片的結合力。適當應用退火工藝,可以有效提高結合力。退火溫度選擇在400℃以下,一般高于基片加熱溫度。

 

  關于磁控濺射鍍膜使用設備及其工藝流程詳細介紹即是上文所述,磁控濺射所用設備精密,工藝流程完善,因此制備的PVD涂層質量可靠。材料科技生產的PVD涂層性能優(yōu)異,質量過關,可以在各種工件涂覆,保護工件,改善表面性能,歡迎有需要的客戶致電咨詢。


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