Ta-C/DLC碳基薄膜PVD納米涂層金屬膜低溫氮/碳化合物涂層

發布：2023-04-11 10:36，更新：2024-11-17 09:00

純源鍍膜簡介

安徽純源鍍膜科技有限公司（簡稱純源鍍膜），坐落于合肥市蜀山區大別山路1599號，是由新加坡歸國創業團隊于 2014 年創立的高科技公司。主要從事中高端真空鍍膜設備的設計、研發、制造；并提供多種納米、微米級膜層的工藝開發，以及各種膜層的鍍膜生產和服務。

公司擁有多項核心技術，自主研發出純離子鍍膜設備、離子清洗刻蝕機以及磁控濺射設備等多項專利產品，開發出Ta-C、DLC碳基薄膜，低溫氮化物和碳化物膜（TiN,TiSiN,ClAlSiN, CrN，TiC,CrC，CrWC等），以及高致密的金屬/合金薄膜等，應用領域從交通工具到光學產品，從大眾消費電子到國防軍/工及科研院所，從半導體到新能源新材料行業。

公司成立至今，獲得多項榮譽資質，于2017年、2020年、2021年三次入選《安徽省首臺（套）重大技術裝備名單》。純源鍍膜與合肥工業大學成立“納米膜層與裝備聯合實驗室”。

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純源無塵生產車間

部分設備

PIS系列純離子真空鍍膜設備

設備由純源鍍膜公司自主研發，主要是集純離子鍍膜技術（PIC）、高能離子束清洗技術（IONBEAM）和磁控濺射技術（SPUTTER）三種技術融合一體，可以鍍制厚度范圍從十幾納米到20微米的超級類金剛石Ta-C膜層。還可以利用純離子技術鍍制各種純金屬及金屬復合膜層如： Cr、Cu、Al、Ag、Pt 、TiN、TiC、CrN等。根據需求，該設備可利用各種鍍膜靶材和介質，結合濺射工藝進行鍍膜及成膜?？慑冎瓶删幊绦蚩刂破鳎≒LC）+觸摸屏（HMI）組合電氣控制系統，全自動控制。

設備采用純源獨特的純離子鍍膜源技術，具有電磁過濾系統和高頻電磁掃描系統兩大創新，全自動模塊化設計。電磁過濾系統可以過濾掉中性粒子、原子團等雜質，提高了離化率，使膜層更加致密，硬度更高，耐磨性顯著提高。

PI系列高端純離子鍍膜機

圖3 PI系列高端純離子鍍膜機

采用獨特的純離子鍍膜源技術，設備腔體結構由裝載腔室+真空鍍膜工藝腔室組合而成，鍍膜工藝系統由純離子鍍膜(PIC)+離子束清洗(IONBEAM)融合而成。配有高效的電磁掃描系統和過濾系統，離子束能量和方向可調，經過磁過濾后沉積粒子的離化率接近百分之百，并且可以過濾掉大顆粒，因此制備的納米薄膜非常致密和光滑，抗腐蝕性能好，與工件的結合力很強，在均勻性、致密性、結合度、硬度、摩擦系數具有獨特優勢；制備出的優質Ta-C碳基薄膜，膜層中的碳四面體結構（金剛石鍵SP3鍵）可以達到75%以上的，其物理化學性質和金剛石極其類似，薄膜具有極高的硬（>75GPa），極低的摩擦系數（<0.1），耐腐蝕性、光學透明度等一系列優異特征。可將鍍膜件（基體）壽命比通常的DLC鍍膜延長7-10倍以上。

IS系列磁控濺射鍍膜機

圖4 IS系列磁控濺射鍍膜機

IS系列磁控濺射鍍膜機是采用本公司成熟的技術：高能離子束清洗（Ionbeam Cleaning）+磁控濺射源（Magnetron Sputtering ），設備采用全自動化控制，模塊化集成優化，設備功率高、穩定性能好、操作簡單且維護方便。為滿足不同的鍍膜需求，腔室內可設計配置平面圓形靶、條形靶和圓柱靶等多種類型靶材，可獲得致密度高、均勻性和一致性能好的多層復合膜，包括各種金屬、半導體、鐵磁材料,以及絕緣的氧化物、陶瓷薄膜等；

可用于液晶顯示、硬質耐磨、太陽能電池、材料保護和防腐、建筑物玻璃、光學和裝飾膜層、磁光信息存儲、鐵磁材料等各個領域。優化磁場設計，維護方便；有效水冷設計，靶材可以連續24小時工作。

主要涂層

Ta-C和DLC碳基薄膜

當碳元素通過SP3鍵結合，就會形成金剛石；通過SP2鍵結合，就會形成石墨。類金剛石薄膜性能介于金剛石和石墨之間，根據SP3鍵的含量不同可以分為Ta-C(四面體非晶碳)和DLC（類金剛石）薄膜。Ta-C涂層是無氫且SP3鍵的含量高的膜層，與通常的DLC膜層相比，Ta-C膜層具有更高的硬度和致密性，耐高溫、耐腐蝕性能。Ta-C膜層硬度可達55GPa, 而DLC的硬度在20GPa以下，Ta-C的工作溫度可達650℃，而DLC通常只能在300℃溫度以下工作。 Ta-C是純源鍍膜公司利用其純離子鍍膜核心技術制備的高端碳基薄膜，膜層的SP3鍵含量高達75%以上，其物理化學性質與金剛石極其類似，可廣泛用于汽油車和柴油車發動機關鍵零部件、高端模具、高端切削刀具、半導體、醫療器械及國防軍/工；另外，通過參數調節，純源鍍膜設備也可制備出SP3鍵的含量較低的DLC膜層，用于對于膜層性能要求較低的各個領域。