【儀表網(wǎng) 行業(yè)聚焦點(diǎn)】近日，中科院條件保障與財(cái)務(wù)局組織專家對(duì)力學(xué)所承擔(dān)的院科研裝備研制項(xiàng)目“高能沖擊磁控濺射等離子體發(fā)生與成膜控制平臺(tái)”進(jìn)行了技術(shù)測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收。驗(yàn)收專家組認(rèn)為該項(xiàng)目完成了任務(wù)書規(guī)定的各項(xiàng)任務(wù)并實(shí)現(xiàn)了研制目標(biāo)，技術(shù)指標(biāo)和功能達(dá)到或優(yōu)于任務(wù)書的要求，一致同意通過驗(yàn)收。
　　

　　表面工程提高材料摩擦磨損、耐腐蝕性能的同時(shí)，還賦予材料新的表面功能，為解決人類發(fā)展中遇到的資源、能源等問題起到了不可替代的重要作用。作為表面工程領(lǐng)域的重要分支，我國亟需提升物理氣相沉積（PVD）的技術(shù)能力。
　　
　　高能沖擊磁控濺射技術(shù)(High PowerImpulse Magnetron Sputtering,HiPIMS)在上被稱為磁控濺射方法的重大突破。該技術(shù)的出現(xiàn)，引起了上高度重視，1997年，Kouznetsov提出美國，繼而先后有德國Hunttinger、美國Zpulser、荷蘭Hauzer等公司開展專用HiPIMS離子源研究。近年，歐盟國家聯(lián)合有關(guān)科研團(tuán)隊(duì)開展了該技術(shù)的系統(tǒng)研發(fā)，并制定了HiPIMS發(fā)展路線圖。2009年至今，上已連年召開專題討論會(huì)。因此，在我國解決PVD表面改性中的關(guān)鍵HiPIMS裝備與技術(shù)問題，搭建真空等離子狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，探究高品質(zhì)薄膜沉積本質(zhì)迫在眉睫。
　　
　　在中國科學(xué)院裝備研制項(xiàng)目的支持下，中科院力學(xué)研究所先進(jìn)制造工藝力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鍍層工藝力學(xué)與摩擦學(xué)課題組建設(shè)完成了高能沖擊磁控濺射（HiPIMS）等離子體發(fā)生與成膜控制平臺(tái)，該平臺(tái)將HiPIMS與等離子體基離子注入沉積方法相結(jié)合，采用前者獲得淹沒性的高離化率金屬等離子體，通過濺射脈沖和高壓脈沖的波形匹配實(shí)現(xiàn)參與成膜粒子能量可控，形成一種新穎的成膜過程控制技術(shù)。利用HiPIMS技術(shù)，金屬Ti的離化率可達(dá)80%。粒子能量超過100eV，通過調(diào)整高、低磁控電壓脈沖的脈寬比例，HiPIMS耦合電源還可實(shí)現(xiàn)對(duì)離化率的有效調(diào)控(發(fā)明，201410652546.5)。
　　
　　同時(shí)，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建了基于光發(fā)射譜、朗謬爾探針、離子能量檢測(cè)的等離子體環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，獲得了等離子體自產(chǎn)生到成膜過程中的等離子體參數(shù)、粒子種類與荷能狀態(tài)，構(gòu)建了基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的等離子體特征數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。
　　
　　相關(guān)研究成果為解決膜基結(jié)合力、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，成膜均勻性三大共性問題提供了科學(xué)依據(jù)和裝備平臺(tái)，可為開展多元及復(fù)雜體系涂層表面改性的應(yīng)用研究提供指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)條件。力學(xué)所科研團(tuán)隊(duì)在此基礎(chǔ)上，已開展了傳感器部件、發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)及行波管散熱器等工程化應(yīng)用。
　　
　　在設(shè)備建設(shè)過程中，作為HiPIMS技術(shù)的主要合作單位邀請(qǐng)了學(xué)者Allan Matthews教授來訪，深入探討了HiPIMS裝備的技術(shù)難題和未來發(fā)展，開展了相關(guān)學(xué)術(shù)問題的交流，為后續(xù)的技術(shù)合作和科學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。