Fatores técnicos que afetam a pulverização de plasma para preparação de alvo de pulverização catódica

A pulverização de plasma utiliza uma chama de plasma para aquecer e derreter o pó de pulverização, formando um revestimento. A pulverização de plasma normalmente usa gás Ar ou G, com 5% a 10% de gás Ar adicionado. O gás entra na região em forma de arco da área do eletrodo, onde é aquecido e ionizado para formar um plasma. A temperatura central normalmente atinge mais de 15.000 graus F. Metal ou pó não{9}}metálico é introduzido no jato de plasma, aquecido a um estado semi-fundido, fundido ou vaporizado. A força de impacto deposita o pó no substrato, resultando em alvos com diversas funcionalidades. Os seguintes fatores técnicos afetam a eficácia da pulverização de plasma para preparação de alvos de pulverização catódica:

1. Poder do Arco

A potência excessiva do arco aumenta o grau de ionização do plasma e a temperatura da chama, vaporizando potencialmente o material pulverizado e alterando a composição do revestimento. A potência excessiva resulta em aquecimento insuficiente das partículas de pó, resultando em baixa adesão do revestimento, dureza e eficiência de deposição.

2. Sistema de fornecimento de pó

A taxa de fornecimento de pó deve ser proporcional à potência de entrada. De modo geral, o fornecimento de pó ao centro da chama atinge o aquecimento ideal e a velocidade mais alta.

3. Distância de pulverização e ângulo de pulverização

As características do material pulverizado e do seu revestimento são muito sensíveis à distância de pulverização. Se a distância de pulverização for muito grande, a temperatura e a velocidade do pó diminuirão, reduzindo significativamente a força de ligação e a eficiência da pulverização. Se a distância de pulverização for muito pequena, a temperatura da superfície do substrato será muito alta, afetando a adesão do revestimento. Se a temperatura do substrato permitir, recomenda-se uma distância de pulverização menor. O ângulo de pulverização geralmente deve ser superior a 45 graus. Um ângulo de pulverização menor causará um “efeito de sombreamento”, resultando em vazios no revestimento e causando um revestimento solto.

4. Controle de temperatura do substrato

Antes de pulverizar, pré-aqueça a peça de trabalho até a temperatura de pulverização necessária. Em seguida, use medidas de resfriamento, como jatos de ar, para manter uma temperatura constante.

5. Pressão de pulverização

A pulverização de plasma-de baixa pressão (também chamada de pulverização de plasma a vácuo) é geralmente usada na pulverização de materiais metálicos. A pulverização é realizada em câmara de atmosfera controlada com pressão de 4 a 40 kPa. Como o gás de trabalho ionizado se expande e é ejetado em uma atmosfera de baixa-pressão, a velocidade do jato pode atingir velocidades supersônicas, tornando-o adequado para pulverizar metais sensíveis à oxidação-. Para cerâmicas de óxido, a pulverização de plasma-estabilizada com água pode ser usada, oferecendo alta densidade de energia, combustão estável e alta eficiência de pulverização.