スパッタリングターゲット準備のためのプラズマ溶射に影響を与える技術的要因

プラズマ溶射では、プラズマ炎を利用して溶射粉末を加熱して溶融し、コーティングを形成します。プラズマ溶射では通常、Ar ガスまたは G ガスが使用され、Ar ガスが 5% ～ 10% 添加されます。ガスは電極領域の円弧状領域に入り、そこで加熱されイオン化されてプラズマを形成します。中心温度は通常 15,000 度以上に達します。金属または非金属の粉末がプラズマ ジェットに導入され、半溶融、溶融、または蒸発状態まで加熱されます。-衝撃力により粉末が基板上に堆積し、さまざまな機能を備えたターゲットが生成されます。次の技術的要因は、スパッタリング ターゲットの準備におけるプラズマ溶射の有効性に影響します。

1. アークパワー

アーク出力が過剰になると、プラズマのイオン化度や火炎温度が上昇し、溶射材料が蒸発してコーティング組成が変化する可能性があります。電力が過剰になると粉体粒子の加熱が不十分となり、塗膜の密着性、硬度、成膜効率が低下します。

2. 粉体供給システム

粉体の供給量は入力電力に見合ったものにする必要があります。一般的に言えば、火炎の中心に粉末を供給することにより、最適な加熱と最高の速度が実現されます。

3. 噴霧距離と噴霧角度

溶射材料とそのコーティングの特性は、溶射距離に非常に影響されます。スプレー距離が長すぎると、粉末の温度と速度が低下し、結合強度とスプレー効率が大幅に低下します。スプレー距離が小さすぎると、基材の表面温度が高くなりすぎ、コーティングの密着性に影響を与えます。基材の温度が許せば、スプレー距離を短くすることをお勧めします。スプレー角度は通常 45 度より大きくなければなりません。スプレー角度が小さいと「シャドウ効果」が発生し、コーティング内にボイドが生じ、コーティングが緩む原因になります。

4. 基板温度制御

スプレーする前に、ワークピースを必要なスプレー温度まで予熱してください。その後、エアジェットなどの冷却手段を使用して一定の温度を維持します。

5. スプレー圧力

低圧プラズマ溶射（真空プラズマ溶射とも呼ばれる）は、一般に金属材料の溶射に使用されます。{0}噴霧は、4 ～ 40 kPa の圧力で制御された雰囲気チャンバー内で実行されます。イオン化した作動ガスは膨張して低圧雰囲気で噴射されるため、ジェット速度は超音速に達する可能性があり、酸化を受けやすい金属のスプレーに適しています-。酸化物セラミックの場合、水安定化プラズマ溶射を使用できます。これにより、高いエネルギー密度、安定した燃焼、高い溶射効率が得られます。