WS2 作為一種固體潤(rùn)滑材料, 有著類似“三明治”層狀的六方晶體結(jié)構(gòu), 由于通過(guò)微弱范德華力結(jié)合的S—W—S層間距較大, 在發(fā)生摩擦行為時(shí)易于滑動(dòng)而達(dá)到優(yōu)異的潤(rùn)滑效果. WS2對(duì)金屬表面吸附力強(qiáng), 且摩擦系數(shù)較低, 在高溫高壓、高真空、高輻射等嚴(yán)苛環(huán)境也能保持潤(rùn)滑, 不易失效, 在許多領(lǐng)域有著良好的發(fā)展前景.
河南某大學(xué)研究室采用伯東 KRI 考夫曼射頻離子源 RFICP380 輔助磁控濺射 WS2 薄膜, 目的研究不同沉積壓力對(duì)磁控濺射 WS2 薄膜微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能的影響.
KRI 射頻離子源 RFICP380 技術(shù)參數(shù):
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射頻離子源型號(hào) |
RFICP380 |
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Discharge 陽(yáng)極 |
射頻 RFICP |
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離子束流 |
>1500 mA |
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離子動(dòng)能 |
100-1200 V |
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柵極直徑 |
30 cm Φ |
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離子束 |
聚焦, 平行, 散射 |
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流量 |
15-50 sccm |
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通氣 |
Ar, Kr, Xe, O2, N2, H2, 其他 |
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典型壓力 |
< 0.5m Torr |
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長(zhǎng)度 |
39 cm |
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直徑 |
59 cm |
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中和器 |
LFN 2000 |
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在磁控濺射沉積薄膜的實(shí)驗(yàn)中, 工藝參數(shù)（如沉積壓力、沉積溫度、濺射功率等）對(duì) WS2 薄膜的結(jié)構(gòu)和性能影響很大. 為制備摩擦磨損性能優(yōu)良的 WS2 薄膜, 需要系統(tǒng)研究磁控濺射沉積 WS2 薄膜的工藝方法.
磁控濺射 WS2 薄膜的原理是利用稀薄氣體在低壓真空環(huán)境中發(fā)生輝光放電, 如果薄膜沉積時(shí)工作氣壓過(guò)低（<0.1 Pa）, 靶材不能正常起輝；沉積壓力過(guò)高（>10 Pa）, 真空室內(nèi)等離子體密度高, 濺射粒子向基體運(yùn)動(dòng)中發(fā)生碰撞多, 平均自由程減小, 以致無(wú)法到達(dá)基體表面進(jìn)行沉積.
因此, 合適的沉積壓力是磁控濺射沉積 WS2 薄膜的一個(gè)重要工藝參數(shù).
KRI 離子源的獨(dú)特功能實(shí)現(xiàn)了更好的性能, 增強(qiáng)的可靠性和新穎的材料工藝. KRI 離子源已經(jīng)獲得了理想的薄膜和表面特性, 而這些特性在不使用 KRI 離子源技術(shù)的情況下是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的.
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