Með tilliti til PVD meginreglna er hægt að setja wolfram (W) út með ýmsum aðferðum, svo sem segulsviðasputtering, multi-bogajónahúðun, HiPIMS eða -geisla-aðstoð. Raunverulega spurningin er: hver er fyrirhuguð notkun fyrir wolfram? Ert þú að leita að því að búa til hreint wolframlag, wolframkarbíð (WC), minniháttar dópefni innan W-DLC húðunar eða mikið-álag-berandi umbreytingarlags?
Hentugasta aðferðin er mismunandi eftir markmiði.
Stærsti kosturinn við magnetron sputtering fyrir W er „auðveld stjórn“
W-markmiðið er leiðandi skotmark og hægt að nota það til að sputtera segulmagnaðir. Ar jónir sprengja W-markmiðið, slá út W-atóm og setja þær síðan á yfirborð vinnustykkisins.
Kostir þess að nota segulómsputtering til að setja wolfram (W) eru augljósir: færri agnir, slétt filmuyfirborð og samsetning sem auðvelt er að stjórna. Þessi aðferð hentar sérstaklega vel- fyrir W-DLC húðun, þar sem þörf er á nákvæmri stjórn á wolframinnihaldinu.
Í W-DLC er wolfram almennt ekki aðal virkniþátturinn. Kolefnisnetið er það sem í raun veitir litla-núningareiginleika; wolfram þjónar til að stilla innri streitu, auka burðargetu- og bæta stöðugleika þykkari filma. Hins vegar truflar það að bæta við of miklu wolframi kolefnisneti með litlum-núningi sem einkennir DLC.
Þess vegna er W-DLC mest hræddur um að W efnið fari úr böndunum.
Í þessu felst ávinningur af segulómsputtering. Hægt er að koma W-innihaldinu hægt að markglugganum með því að stilla W-markafl, flæðishraða kolefnisgjafa, forspennu og loftþrýstingi. Til dæmis, ef þú berð saman lágt W, miðlungs W og hátt W, má greinilega sjá þróunina í núningi, hörku og streitu.
Þess vegna er segulsviðssputting mjög algeng og stöðug leið fyrir fínt W doping, W-C umbreytingarlag og W-DLC aðallag.
Hægt er að nota fjöl-bogajónahúðun fyrir wolfram (W) en það býður upp á meiri áskoranir.
Það er ekki ómögulegt að vinna wolfram með því að nota fjöl-bogajónahúðun.
Bogablettirnir í kaþódískum ljósbogaferlum búa yfir afar mikilli orku; fræðilega séð geta þeir gufað upp margs konar há-bræðslumark-málma, þar á meðal eldföstum málmum eins og W, Mo og Ta. Sú staðreynd að wolfram hefur hátt bræðslumark þýðir ekki að það sé ekki hægt að gufa upp af bogablettinum.
Hins vegar, þó það sé mögulegt, þýðir það ekki að það sé auðvelt að ná því.
Volfram (W) er efni sem einkennist af háu bræðslumarki og mikilli hörku; þar af leiðandi eru ferli eins og vinnslu skotmarka, klemmu, kælingu og viðhalda stöðugleika í ljósboga kveikju meira krefjandi en með venjulegum títan (Ti) eða króm (Cr) skotmörk.
Þegar fjöl-bogaútfelling er notuð fyrir wolfram verður að huga sérstaklega að bogaflekkhreyfingum, fjarlægingu markyfirborðs, staðbundinni ofhitnun, agnamyndun og grófleika yfirborðs filmunnar.
Einkenni fjöl-boga eru hár málmjónunarhraði, sterk útfellingarorka og góður bindikraftur, en það er líka auðvelt að koma með dropa og stórar agnir.
Fyrir hefðbundin bogamarkmið eins og Ti og Cr eru agnir nú þegar algengt vandamál í mörgum bogum. Ef það er skipt út fyrir efni með háu bræðslumarki eins og W, er ekki vel stjórnað á ljósbogastöðu og yfirborðsflögnun marksins og gallar á yfirborði filmunnar geta einnig verið augljósir.
Þess vegna, þótt hægt sé að nota fjöl-bogatækni til að setja wolfram (W), hentar hún betur fyrir forrit sem krefjast mikils málmjónasprengjuárásar, mikillar viðloðun og styrkingar á umbreytingar- eða burðarlagi-; það er ekki endilega tilvalið til að framleiða mjög fáguð W-DLC yfirborðslög sem krefjast lágs agnamagns og nákvæmrar stjórnunar á wolframinnihaldi.
Af hverju kjósa fleiri segulómasputtering þegar þeir framleiða W-DLC?
Vegna þess að lykillinn að W-DLC liggur ekki bara í því að „innlima wolfram“ heldur í því að ákvarða hversu miklu á að bæta við, hvar á að dreifa því og hvort viðbótin trufli kolefnisnetið.
Með því að nota segulsteins-sputtered wolfram (W) mark ásamt kolefnisgjafa-eins og grafítmarki, asetýleni, metani eða öðru kolefnisplasma-er tiltölulega auðvelt að viðhalda lágu wolframinnihaldi, sem gerir því kleift að dreifast innan DLC fylkisins sem fínt W-C{4}-byggingar.
Þannig þjónar wolfram til að auka burðargetu-og draga úr streitu, á meðan kolefnisnetið helst stöðugt, sem tryggir að lág-núningareiginleikar varðveitist.
Þegar wolfram (W) uppspretta er notað í fjöl-bogaferli getur flæði wolframmálmjóna verið nokkuð mikið, sem gerir það auðvelt fyrir staðbundið wolframinnihald að verða of hátt.
Hátt wolframmagn hefur tilhneigingu til að stuðla að myndun verulegs magns WC eða W₂C fasa, sem læsir kolefninu í raun inn í karbíðbyggingar. Þar af leiðandi getur húðunin sem myndast endað sem wolfram-sem inniheldur karbíð samsett hörð húð frekar en lág-núning DLC húðun.
Með öðrum orðum, þó vissulega sé hægt að nota wolframgjafa í fjöl-bogaútfellingu, er glugginn til að stjórna wolframinnihaldi þrengri og erfiðara að stjórna; ennfremur þarf að huga vel að yfirborðsögnum og samfellu kolefnisnetsins.
Hvar er multi-boga W betur til þess fallið að vera staðsettur?
Ef það er W-DLC, kýs ég að skilja multi-arc W sem tæki fyrir "aukalag" eða "umbreytingarlag", frekar en að nota það beint til að búa til heilt lag af háu W-innihaldi DLC.
Til dæmis, nálægt undirlaginu, er hægt að nota W eða WC umbreytingarlag til að bæta álags-burðargetu og tengingu; Hægt er að gera W-C halla í miðjunni til að leyfa hægfara umskipti úr málmi yfir í kolefni; mesta yfirborðið heldur enn kolefnis-ríkum DLC til að tryggja lítinn núning og andstæðing-viðloðun.
Þessi hönnun er skynsamlegri en að nota monolithic wolfram (W) lag.
Ef markmiðið er ekki DLC með litlum-núningi heldur miklu-hörku,-slitþolnu lagi af W, WC eða W-C, er fjöl-bogaaðferðin líka dýrmæt. Þetta er vegna þess að fjöl-bogaútfelling myndar há-orku málmjóna, sem leiðir til þéttrar húðunar með sterkri viðloðun-tilvalin til að búa til öflug, slitþolin- lög.
Hins vegar, ef viðskiptavinurinn krefst einstaklega slétts yfirborðs, lágmarks agna og lágs núningsstuðuls, ætti að gæta varúðar þegar eingöngu er treyst á fjöl-bogaútfellingu fyrir wolfram.
Ef þú ert að framleiða W-DLC húðun-sérstaklega þar sem áherslan er á lágan núning, and-límingareiginleika, renna íhluti eða slétta moldaryfirborða-forgangsraðaðu því að nota magnetron sputtering eða HiPIMS til að setja út wolfram (W) íhlutinn, ásamt kolefnisgjafa til útfellingar. Þessi nálgun gerir ráð fyrir betri stjórn á wolframinnihaldinu, leiðir til fínni húðunaryfirborðs og gerir það auðveldara að varðveita uppbyggingu kolefnisnetsins.
Ef þú þarft að framleiða W-C umbreytingarlag sem er þykkara, býður upp á meiri burðargetu- og krefst sterkrar viðloðun, gætirðu íhugað að nota fjöl-boga W uppsprettu eða blendingagjafa sem sameinar fjöl-boga- og segulboga-sputtering.
Ef þú stefnir að því að framleiða hreint W- eða WC--slitþolið-lag, er fjöl-bogaaðferðin líka valkostur, þó þú verður að vera tilbúinn að takast á við áskoranir eins og agnir, innra álag, yfirborðsflögnun og yfirborðsgrófleika.
Niðurstaðan er því einföld:
Volfram (W) húðun er ekki aðeins hægt að framleiða með segulrónusputting heldur einnig með fjöl-bogajónahúðun.
Samt sem áður hentar segulsviðasputtering betur til að stjórna wolframinnihaldi nákvæmlega og ná yfirborði með lágmarks agnir, á meðan fjöl-bogahúðun er betri til að búa til W eða W-C umbreytingarlög sem einkennast af mikilli jónun, sterkri viðloðun og mikilli-burðargetu. Ákjósanlegasta nálgunin felur oft í sér blandaða stefnu frekar en að velja eina aðferð fram yfir aðra: að nota wolframlag við botninn til að auka burðargetu- á sama tíma og halda lágu-núningi DLC kolefnislagi á yfirborðinu.
