等离子体辉光发射反馈控制系统在陶瓷硬质涂层制备中的应用

摘要

材料的使用性能与材料的固有性能、材料的成分/组织结构、材料的制备/合成工艺等息息相关。控制材料的成份对薄膜的性能有至关重要的作用。反应溅射过程中,采用等离子体辉光发射强度能谱控制参与反应的金属粒子或反应气体的浓度或状态,并通过实时反馈系统进行比例调配,可以获得需要的化学计量比薄膜。陶瓷硬质涂层,如氮化物、碳化物、硼化物,金属掺杂DLC等,具有高硬度、低摩擦系数、耐高温、耐腐蚀等性能,广泛应用于机械加工、模具制造、地质探钻、纺织工业及航天航空领域。但薄膜中各组份的化学计量比对其性能有较大影响。本文先总结了反应磁控溅射制备陶瓷硬质工具涂层过程中,使用等离子体辉光反馈控制系统提高工具涂层成膜过程的稳定性以及各元素计量比,实现性能提升的现状。然后基于我们的实验结果,阐述等离子体辉光发射反馈控制系统在硬质装饰膜中的应用前景,希望通过等离子体辉光发射反馈系统控制装饰膜层中的成份与沉积速率,真正做到反应状态与时间的积分得到所需要的颜色,从而解决现如今依靠仿制跟踪、经验积累以及反复试错的现状。