类金刚石碳（DLC）摩擦涂层设备

一个多功能平台，旨在结合围绕“摩擦学”耐磨性的各种沉积技术，其中包括类金刚石碳（DLC）等低摩擦涂层。

这种多用途设备可以提供的沉积技术包括：

• 高功率脉冲磁控溅射 （HIPIMS）

• 反应式磁控溅射

• 电感耦合等离子体源 （ICP）

• 等离子体增强化学气相沉积 （PECVD）

高功率脉冲磁控溅射 （HIPIMS）

高功率脉冲磁控溅射（HIPIMS）是一种技术，它允许电离一部分溅射靶材，并通过简单地添加HIPIMS电源来控制地增加电离物质的能量。这是通过在很短的时间内向磁控管施加极高的功率（数百千瓦到兆瓦）来实现的。以这种方式施加功率会产生极高的电子（等离子体）密度，在溅射物质离开靶材后将其电离。

相比之下，当使用直流或脉冲直流溅射时，只有一小部分（<5%）溅射靶材被电离。通过适当调整脉冲参数，可以实现 5 – 100% 的电离水平。铜等材料可以完全电离，甚至可以维持不使用氩气的“自溅射”状态。大多数其他材料仍然需要一些惰性的溅射气体来维持放电。

在负溅射脉冲中添加相邻的正脉冲可以“调整”溅射离子加速向基板的能量。因此，可以轻松控制涂层特性，如密度、电阻率和应力。由于离子的能量可以直接从靶标控制，因此可以消除对底物偏置的需求。

这为在低温下和非导电基材（如聚合物和玻璃）上创建致密、粘附良好的涂层打开了大门。此外，三维结构，如沟槽和柱子，可以保形涂层。

HIPIMS电源可用于驱动此DLC摩擦学系统，使用小至2“圆形磁控管以及长达1m或更长的大型平面或可旋转磁控管。

反应式磁控溅射

反应磁控溅射是一种用于从金属靶材沉积材料的氧化物、氮化物和碳化物的工艺。传统上，陶瓷是用射频功率溅射的，这具有极低的沉积速率，并且需要在镀膜系统中“包含”射频功率。

在某些情况下，陶瓷涂层可以用脉冲直流功率沉积，带有“中毒”靶材，其中反应气体与靶材表面反应以形成“中毒或陶瓷层”，但沉积速率也非常低，涂层性能可能不是最佳的。

在反应溅射工艺中，反应气体分压的控制方式使靶材保持“半金属”状态，这允许高沉积速率，而基板上产生的涂层是化学计量陶瓷。

对于反应溅射，控制系统中反应气体的分压是关键。这可以通过间接测量、目标电压/电流或光学发射光谱法或直接通过分压测量来实现。然而，哪种技术最合适，产生最稳定和可重复的工艺取决于要沉积的材料和系统设计。

例如，如果要将SiO2沉积到聚合物网上，可以使用电压/电流或直接光发射进行控制。但是，如果要将TiN沉积到批量涂布机行星夹具上的切削工具上，则无法进行电压/电流控制，远程光发射监测是最合适的。

反应溅射目前应用广泛。它可以与HIPIMS技术结合使用，以拓宽金属氮化物和氧化物沉积的工艺窗口。光学和透明导电氧化物（TCO）涂层可以以高速率沉积。

电感耦合等离子体源 （ICP）

等离子体源已用于蚀刻、离子辅助沉积和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）多年。但是，大多数来源适用于上述一个或两个过程，但不是所有上述过程。此外，传统源的可扩展性由于其操作和物理结构的物理特性而受到限制。

已经开发出电感耦合等离子体（ICP）源技术，该技术克服了污染，中和器组件磨损和可扩展性等问题。此类光源有圆形、矩形和环形光源。

它们可以在很宽的压力范围内（10e-4 至 10e-2 mbar）运行，并且可以在低能量 （15 eV） 或更高能量下运行，具体取决于工艺要求。由于它们基本上没有要“磨损”的内部部件，因此它们易于维护，并且对于长期生产活动非常坚固。

由于ICP以相对较低的能量获得高等离子体密度，因此它们适用于温度感性基板（聚合物）的等离子体功能化以及“损坏”敏感基板或结构。介电材料可以高速率从气体前体沉积，用于光学镀膜（SiO2、TiO2）以及非晶硅和类金刚石碳（DLC）镀膜的沉积等应用。这些光源也适用于使用电子束蒸发或磁控溅射和金属氮化物/碳化物的光学镀膜的“离子辅助”沉积。氟、氯和硅烷等腐蚀性气体也与这些来源相容。

圆形光源的直径从 4“ 到 12” 不等，矩形光源的长度可达 1.3 m。环形源的独特之处在于基板可以直接通过源。这允许在基材的两侧或外径上进行表面功能化或涂层。

什么是DLC涂层？

类金刚石碳涂层是地球上最坚韧的涂层之一。DLC是一类无定形碳涂层，可以具有钻石的硬度，但具有石墨的光滑度 - 两者都由碳制成。

该涂层是纳米晶金刚石和纳米晶碳化硅层的基体，使金刚石沉积具有极高的硬度和摩擦磨损的长期耐久性。

DLC涂层是一种环保工艺，可在极端条件下抵抗磨损，从高性能汽车和航空航天部件到手表，珠宝和厨具上的装饰涂层，将美观与耐腐蚀和耐刮擦性相结合。

DLC的显微硬度和光滑度使其成为一种久经考验的生物相容性涂料，是各种医疗植入物应用的理想选择。沉积可以配置为改变电流，使其表现得像半导体或绝缘体，这为医疗技术的重要和令人兴奋的新进步做出了贡献。

防止磨料磨损的出色摩擦学特性使其通常用于发动机凸轮和轴承、金属切割和钻孔设备以及剃须刀片等应用。

DLC涂层设备是一项相对较新的技术，已迅速成为广泛用途的首选应用，为您提供了一个多功能的多用途平台，使您能够结合摩擦磨损性的各种沉积技术。

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