माध्यमिक आवृत्ति मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग प्रौद्योगिकी द्वारा बनाई गई विधिओं और टियांन पतली फिल्मों के गुणों का अध्ययन

एक सीमेंट कार्बाइड सब्सट्रेट YG6 पर TiAlN पतली फिल्म बनाने के लिए IF असंतुलित मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग आयन चढ़ाना तकनीक का उपयोग करना। एक्सआरडी, ईडीएस, स्टीरियोमिक्रोस्कोप, माइक्रोहार्डनेस टेस्टर, और बहु-कार्यात्मक सतह संपत्ति परीक्षक का उपयोग कंपोजिट की संरचना और गुणों का अध्ययन करने के लिए किया जाता था। परिणाम दिखाते हैं कि जब लक्ष्य शक्ति कम होती है, तो फिल्म परत टीआईएन और टीआईसी के रूप में मौजूद होती है। अधिमान्य अभिविन्यास सतह (111) और टीआईएन की सूक्ष्मता पूर्वाग्रह वोल्टेज से संबंधित हैं। जब लक्ष्य शक्ति अधिक होती है, तो फिल्म में मुख्य रूप से टीआई 3 एएलएन और एलएन चरण होते हैं। टीआई 3 एएलएन चरण (220) विमान के साथ अधिमान्य रूप से उन्मुख है, फिल्म संरचना घनी और वर्दी है, और धातु परमाणुओं के लिए एन परमाणुओं का अनुपात 1: 1 के करीब है, फिल्म की मोटाई 1.93 माइक्रोन है, माइक्रोहार्डनेस 3145 एचवी है और बंधन बल 85 एन है।

सामग्री विज्ञान के विकास के साथ, पतली फिल्म सामग्री का उपयोग अधिक से अधिक व्यापक हो गया है। टीआईएएलएन फिल्म एक नए प्रकार की बहु-तत्व पतली फिल्म कोटिंग सामग्री है जिसे हाल के वर्षों में सफलतापूर्वक विकसित किया गया है। इसमें उच्च कठोरता, उच्च ऑक्सीकरण तापमान, अच्छी थर्मल स्थिरता, मजबूत आसंजन, कम घर्षण गुणांक, कम थर्मल चालकता इत्यादि जैसे उत्कृष्ट गुण हैं। यह उपकरण उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, खासकर विभिन्न कठिन-टू-मशीनों के कुशल काटने के लिए सामग्री। इसके अलावा, टीआईएएलएन को आंशिक रूप से या टीआईएन कोटिंग्स को पूरी तरह से बदलने की उम्मीद है। इस पेपर में, मध्यम आवृत्ति मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग तकनीक द्वारा हार्ड मिश्र धातु वाईजी 6 पर टीआईएएलएन पतली फिल्में तैयार की गई थीं। चरण संरचना, सतह और फ्रैक्चर मॉर्फोलॉजी, पतली फिल्मों की संरचना और मुख्य गुणों को एक्सआरडी, एसईएम, ईडीएस, स्टीरियो माइक्रोस्कोप, माइक्रोहार्डनेस टेस्टर और स्क्रैच परीक्षक द्वारा मापा गया था ..

1. परीक्षण सामग्री और तरीके

1.1। टेस्ट सामग्री

वाईजी 6 सीमेंटेड कार्बाइड को सब्सट्रेट नमूना के रूप में चुना जाता है, शुद्ध टीआई लक्ष्य और अल लक्ष्य (शुद्धता 99.99%) कैथोड लक्ष्यों के रूप में उपयोग की जाती है। कामकाजी गैस Argon (शुद्धता> 99.9 99%) है, और प्रतिक्रिया गैस नाइट्रोजन (शुद्धता> 99.9 99%) है।

फिल्म की चरण संरचना का विश्लेषण डीएक्स -1000 एक्स-रे विवर्तन विश्लेषक द्वारा किया जाता है, फिल्म की सतह एस -3400 एन स्कैनिंग दर्पण द्वारा देखी जाती है, फिल्म की कठोरता एचवीएस -1000 डिजिटल माइक्रोहार्डनेस टेस्टर द्वारा परीक्षण की जाती है, और फिल्म फिल्म के आधार पर बंधन बल का परीक्षण एमएफटी -4000 सामग्री सतह प्रदर्शन परीक्षक द्वारा किया जाता है।

1.2। TiAlN फिल्मों की तैयारी

ग्रीस, धूल और ऑक्साइड फिल्मों को हटाने के लिए सब्सट्रेट नमूने को अल्ट्रासोनिक मशीन में साफ किया जाता है, और फिर अल्कोहल के साथ डीहाइड्रेट करने के बाद सूख जाता है। वैक्यूम को 6.7 × 10-3 Pa तक पंप करना और 500 डिग्री सेल्सियस तक हीटिंग करना। फिर 1000 वी उच्च दबाव आर्गन आयन के साथ सब्सट्रेट की सफाई के बाद कोटिंग्स बनाना शुरू करें। सबसे पहले, एक टीआईएन संक्रमण परत जमा करें। इसके बाद, नाइट्रोजन आंशिक दबाव के साथ एक टीआईएएलएन फिल्म जमा करें और तैयार करें 0.3 × 10-1 Pa तालिका तालिका 1 TiAlN पतली फिल्म बनाने के लिए जमा प्रक्रिया पैरामीटर दिखाती है।

तालिका 1. टीआईएएलएन फिल्म के जमा पैरामीटर

2. निष्कर्ष

टीआईएएलएन पतली फिल्म को सीमेंटेड कार्बाइड सब्सट्रेट पर माध्यमिक आवृत्ति मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग प्रौद्योगिकी द्वारा सफलतापूर्वक तैयार किया गया था, और इसकी चरण संरचना, आकारिकी और मुख्य गुणों का विश्लेषण किया गया था। निष्कर्ष इस प्रकार हैं:

(1) एक्सआरडी विश्लेषण के नतीजे बताते हैं कि फिल्म मुख्य रूप से टीआईएन और टीआईसी के रूप में कम अल लक्ष्य शक्ति पर मौजूद है, और टीआईएन का पसंदीदा अभिविन्यास विमान (111) है। टीआईसी चरण टीआईएन में एन परमाणुओं के लिए सब्सट्रेट में सी परमाणुओं के आंशिक प्रतिस्थापन के कारण होता है। फिल्म परत मुख्य रूप से उच्च अल लक्ष्य शक्ति के तहत टीआई 3 एएलएन और एलएन के रूप में मौजूद है, टीआई 3 एएलएन चरण (220) क्रिस्टल विमान के साथ अधिमानतः उन्मुख है, एलएन चरण अधिमानतः (002) क्रिस्टल विमान के साथ उन्मुख है, और चोटी दोनों चरणों में विस्तार और शिफ्ट की विभिन्न डिग्री होती है। यह मुख्य रूप से जाली विकृतियों के कारण होता है जो टीआई परमाणुओं द्वारा एआईएन में अल परमाणुओं के आंशिक प्रतिस्थापन के कारण होता है।

(2) फ्रैक्चर मॉर्फोलॉजी विश्लेषण के नतीजे बताते हैं कि फिल्म सब्सट्रेट के साथ कसकर बंधी हुई है, फिल्म संरचना घनी और वर्दी है, और मैट्रिक्स चरण के साथ एक स्पष्ट इंटरफ़ेस है। चूंकि अल लक्ष्य शक्ति बढ़ जाती है, कणों की संख्या और स्पटरिंग ऊर्जा में वृद्धि होती है, इसलिए जमा दर बढ़ जाती है, फिल्म की मोटाई बढ़ जाती है, और फिल्म की मोटाई 1.93 माइक्रोन तक पहुंच सकती है।

(3) ईडीएस सतह संरचना विश्लेषण के नतीजे बताते हैं कि अल लक्ष्य शक्ति में वृद्धि के साथ, फिल्म की क्रिस्टलीयता बढ़ जाती है, टीआई सामग्री घट जाती है, जबकि फिल्म परत में अल सामग्री बढ़ जाती है। फिल्म परत का मुख्य घटक एक धातु नाइट्राइड है जिसका धातु परमाणुओं पर एन परमाणुओं का अनुपात 1: 1 के करीब है।

(4) माइक्रोहार्डनेस टेस्ट से पता चला है कि कम अल लक्ष्य शक्ति पर, फिल्म की सूक्ष्मता पहले बढ़ जाती है और फिर सब्सट्रेट की नकारात्मक पूर्वाग्रह में वृद्धि के साथ घट जाती है, और माइक्रोहार्डनेस 23 9 1 एचवी तक पहुंच जाता है। उच्च अल लक्ष्य शक्ति पर, फिल्म की सूक्ष्मता 3145 एचवी तक पहुंच सकती है, जो मुख्य रूप से टीआई 3 एएलएन हार्ड चरण के निर्माण और टीआई परमाणुओं के कारण एलएन में अल परमाणुओं की जगह के कारण जाली विकृति के कारण होती है। बाध्यकारी बल परीक्षण से पता चलता है कि बंधन बल 85 एन तक पहुंच सकता है, क्योंकि टीआईएन-जमा संक्रमण संक्रमण और टीआई 3 एएलएन के कठिन चरण का गठन, और डीसी अतिरंजित स्पंदित पूर्वाग्रह प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग अनाज को परिष्कृत करते हैं और झिल्ली को बेहतर बनाने के लिए फिल्म टुकड़े टुकड़े तनाव को कम करते हैं आधारित बाध्यकारी बल।