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降低PVD膜層結(jié)構(gòu)缺陷的主要技術(shù)

   2020-09-01 互聯(lián)網(wǎng)黎美容12470
核心提示:  由于要制備膜層的基體表面并非完全均勻平整,而且膜層的生長從初始的形核直至膜層的生長均是以一種非連
 

  由于要制備膜層的基體表面并非完全均勻平整,而且膜層的生長從初始的形核直至膜層的生長均是以一種非連續(xù)均勻、一致的方式。比如說蒸發(fā)鍍膜層的“島”狀生長機制使得在生長后期在各個“島”之間遺留了空隙,形成膜層的各種結(jié)構(gòu)缺陷。因此,PVD膜層的微孔等結(jié)構(gòu)缺陷的形成幾乎是不可避免的,只能通過各種技術(shù)來降低缺陷的數(shù)量和尺寸。

  缺陷的數(shù)量以及大小取決于PVD的工藝類型、沉積狀態(tài),尤其是基體溫度和沉積偏壓。同時,基體的表面質(zhì)量諸如表面粗糙度、缺陷等也與表面膜層的缺陷密不可分。PVD技術(shù)無法克服因表面粗糙度高引起的陰影效應(yīng),從而使得制備的膜層受基體本身的影響較大,均勻性不好,致密性也很差,因此制備膜層的基體表面必須盡可能平整、光滑。另外,摻雜原子的添加也可優(yōu)化涂層的顯微組織結(jié)構(gòu),提高耐蝕性。

  相對于AZ31鎂合金基體來講,TiN膜層顯著降低了其腐蝕電流密度,而在-200V偏壓下制備的TiN膜層,相應(yīng)膜基體系的耐蝕性更是進一步提高。正如前面所分析的,高的沉積偏壓使得到達基體表面的沉積原子的能量增大,導致形核條件的改變。另外高能粒子的轟擊更能使得形成的膜層更加致密,進一步消除前期膜層中形成的缺陷,從而降低膜層的空隙率,提高其耐蝕性能。

  消除膜層表面缺陷的另外一類技術(shù)就是沉積多層復合膜,通過復合膜層的匹配增加膜層厚度,消除通孔等結(jié)構(gòu)缺陷。這一類體系的膜層有金屬氮化物/金屬以及金屬氮化物復合體系等。通過工藝調(diào)整以及膜層的匹配性選擇,便能取得比單一膜層體系更好的耐腐蝕性能。

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