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热喷涂旋转靶材的比较

热喷涂旋转靶材的显微组织为圆饼状扁平细晶粒,晶粒取向平行于旋转轴方向。组织内有大量微米级孔洞,整体孔隙率高达5~20%。孔隙的 数量和形状强烈地依赖于使用的涂层材料、喷涂技术和气体流量。气孔与靶材制备和储存中的环境湿度、氧气的吸附和脱附直接相关。因此,热喷涂靶材在溅射前必 须用隔离的前级泵除去表面吸附气体。

  熔铸靶材呈现为较粗大的等轴晶或树枝晶显微组织,晶粒取向垂直于旋转轴的方向。然而,组织致密,无气孔,表明制备过程中无氧气和湿气的吸附或脱附问题。气孔的消失使靶材的导热率提高,有助于溅射靶材表面的热量快速传递给旋转靶材内表面的冷却水(或衬管)。

  靶材氧含量比较

  组织的多孔性是热喷涂靶材的一个重要缺陷。在喷涂过程中,靶材表面和空气中的O2和N2大面积接触,即使是真空等离子喷涂技术(实际上是低气压喷涂),也不能避免合金靶材中氧化物和氮化物的产生。相对来说,熔铸制靶技术很容易通过熔渣反应防止金属的氧化和氮化,从而得到极低氧含量的纯金属或合金靶材。

     材料种类和粘结工艺

     热喷涂可使用棒材、线材和粉状颗粒的涂层材料(熔融前不会蒸发),因而热喷涂制靶技术适用于金属、合金和陶瓷等多种材料。熔铸靶材技术仅限于熔点和浇铸 设备相匹配的金属或合金材料,脆性陶瓷不适合浇铸,熔点太高则需要特别的浇铸设备。而且,一些陶瓷材料在达到熔点之前会升华或分解。

     热喷涂旋转靶材是把涂层材料直接喷涂于衬管上,不需要另外的粘结工序。这和低熔点金属(熔点<450℃)的直接浇铸和整体式甩带浇铸相同,然而,Ag等一些熔点较高的“软”金属必需分别粘结。
 

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