पीवीडी सिद्धांतों के संदर्भ में, टंगस्टन (डब्ल्यू) को विभिन्न तरीकों का उपयोग करके जमा किया जा सकता है, जैसे मैग्नेट्रोन स्पटरिंग, मल्टी {{0}आर्क आयन प्लेटिंग, हाईपीआईएमएस, या आयन {{1}बीम -सहायक जमाव। असली सवाल यह है: टंगस्टन के लिए इच्छित अनुप्रयोग क्या है? क्या आप एक शुद्ध टंगस्टन परत, टंगस्टन कार्बाइड (डब्ल्यूसी), डब्ल्यू - डीएलसी कोटिंग के भीतर एक मामूली डोपेंट, या एक उच्च {{5} लोड - असर वाली संक्रमण परत बनाना चाह रहे हैं?
सबसे उपयुक्त विधि उद्देश्य के आधार पर भिन्न होती है।
डब्ल्यू के लिए मैग्नेट्रोन स्पटरिंग का सबसे बड़ा लाभ "आसान नियंत्रण" है
डब्ल्यू लक्ष्य एक प्रवाहकीय लक्ष्य है और इसका उपयोग मैग्नेट्रोन स्पटरिंग के लिए किया जा सकता है। Ar आयन W लक्ष्य पर बमबारी करते हैं, W परमाणुओं को नष्ट कर देते हैं, और फिर उन्हें वर्कपीस की सतह पर जमा कर देते हैं।
टंगस्टन (डब्ल्यू) जमा करने के लिए मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग का उपयोग करने के फायदे स्पष्ट हैं: कम कण, एक चिकनी फिल्म सतह, और आसानी से नियंत्रणीय संरचना। यह विधि विशेष रूप से -डब्ल्यू-डीएलसी कोटिंग्स के लिए उपयुक्त है, जहां टंगस्टन सामग्री पर सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
W-DLC में, टंगस्टन आम तौर पर प्राथमिक कार्यात्मक घटक नहीं होता है। कार्बन नेटवर्क वास्तव में कम घर्षण गुण प्रदान करता है; टंगस्टन आंतरिक तनाव को समायोजित करने, भार सहने की क्षमता बढ़ाने और मोटी फिल्मों की स्थिरता में सुधार करने का काम करता है। हालाँकि, बहुत अधिक टंगस्टन जोड़ने से डीएलसी की कम घर्षण वाली कार्बन नेटवर्क विशेषता बाधित हो जाती है।
इसलिए, W-DLC को W सामग्री के नियंत्रण से बाहर हो जाने का सबसे अधिक डर है।
यहीं मैग्नेट्रोन स्पटरिंग का लाभ निहित है। आप W लक्ष्य शक्ति, कार्बन स्रोत प्रवाह दर, बायस वोल्टेज और वायु दबाव को समायोजित करके धीरे-धीरे W सामग्री को लक्ष्य विंडो पर ला सकते हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप निम्न W, मध्यम W और उच्च W की तुलना करते हैं, तो घर्षण, कठोरता और तनाव की प्रवृत्ति स्पष्ट रूप से देखी जा सकती है।
इसलिए, मैग्नेट्रोन स्पटरिंग बारीक डब्ल्यू डोपिंग, डब्ल्यू - सी संक्रमण परत और डब्ल्यू - डीएलसी मुख्य परत के लिए एक बहुत ही सामान्य और स्थिर मार्ग है।
टंगस्टन (डब्ल्यू) के लिए मल्टी{0}}आर्क आयन प्लेटिंग का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन यह अधिक चुनौतियां पेश करता है।
मल्टी-आर्क आयन प्लेटिंग का उपयोग करके टंगस्टन को संसाधित करना असंभव नहीं है।
कैथोडिक आर्क प्रक्रियाओं में आर्क स्पॉट में अत्यधिक उच्च ऊर्जा होती है; सैद्धांतिक रूप से, वे W, Mo, और Ta जैसी दुर्दम्य धातुओं सहित उच्च {{0} पिघलने - बिंदु धातुओं की एक विस्तृत श्रृंखला को वाष्पीकृत कर सकते हैं। तथ्य यह है कि टंगस्टन का गलनांक उच्च होता है, इसका मतलब यह नहीं है कि इसे आर्क स्पॉट द्वारा वाष्पीकृत नहीं किया जा सकता है।
हालाँकि, सिर्फ इसलिए कि यह संभव है इसका मतलब यह नहीं है कि इसे हासिल करना आसान है।
टंगस्टन (डब्ल्यू) एक उच्च गलनांक और उच्च कठोरता वाली सामग्री है; परिणामस्वरूप, लक्ष्य मशीनिंग, क्लैम्पिंग, कूलिंग और आर्क इग्निशन स्थिरता बनाए रखने जैसी प्रक्रियाएं मानक टाइटेनियम (टीआई) या क्रोमियम (सीआर) लक्ष्यों की तुलना में अधिक चुनौतीपूर्ण हैं।
टंगस्टन के लिए बहु-आर्क जमाव का उपयोग करते समय, आर्क स्पॉट मूवमेंट, लक्ष्य सतह एब्लेशन, स्थानीय ओवरहीटिंग, कण निर्माण और फिल्म सतह खुरदरापन पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए।
मल्टी{0}आर्क की विशेषताएं उच्च धातु आयनीकरण दर, मजबूत जमाव ऊर्जा और अच्छा बंधन बल हैं, लेकिन बूंदों और बड़े कणों को लाना भी आसान है।
Ti और Cr जैसे पारंपरिक चाप लक्ष्यों के लिए, कई चापों में कण पहले से ही एक आम समस्या हैं। यदि इसे डब्ल्यू जैसे उच्च पिघलने बिंदु सामग्री द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, तो आर्क स्पॉट स्थिति और लक्ष्य सतह एब्लेशन को अच्छी तरह से नियंत्रित नहीं किया जाता है, और फिल्म सतह दोष भी स्पष्ट हो सकते हैं।
इसलिए, जबकि मल्टी{0}आर्क तकनीक का उपयोग टंगस्टन (डब्ल्यू) जमा करने के लिए किया जा सकता है, यह तीव्र धातु आयन बमबारी, उच्च आसंजन, और संक्रमण या भार वहन करने वाली परतों के सुदृढीकरण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए बेहतर अनुकूल है; यह आवश्यक रूप से अत्यधिक परिष्कृत डब्ल्यू - डीएलसी सतह परतों के उत्पादन के लिए आदर्श नहीं है जो कम कण स्तर और टंगस्टन सामग्री पर सटीक नियंत्रण की मांग करते हैं।
W-DLC का उत्पादन करते समय अधिक लोग मैग्नेट्रोन स्पटरिंग को क्यों पसंद करते हैं?
क्योंकि W-DLC की कुंजी केवल "टंगस्टन को शामिल करने" में नहीं है, बल्कि यह निर्धारित करने में भी है कि कितना जोड़ना है, इसे कहां वितरित करना है, और क्या जोड़ने से कार्बन नेटवर्क बाधित होता है।
कार्बन स्रोत जैसे ग्रेफाइट लक्ष्य, एसिटिलीन, मीथेन, या अन्य कार्बन प्लाज्मा के साथ मैग्नेट्रोन {0}स्पटर टंगस्टन (डब्ल्यू) लक्ष्य का उपयोग करके कम टंगस्टन सामग्री को बनाए रखना अपेक्षाकृत आसान है, जो इसे डीएलसी मैट्रिक्स के भीतर महीन डब्ल्यू {3} सी संरचनाओं या नैनो {4} कार्बाइड के रूप में फैलाने की अनुमति देता है।
इस तरह, टंगस्टन भार वहन क्षमता को बढ़ाने और तनाव को कम करने का काम करता है, जबकि कार्बन नेटवर्क निरंतर बना रहता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि कम घर्षण गुण संरक्षित रहते हैं।
मल्टी-{0}}आर्क प्रक्रिया में टंगस्टन (डब्ल्यू) स्रोत का उपयोग करते समय, टंगस्टन धातु आयनों का प्रवाह काफी तीव्र हो सकता है, जिससे स्थानीय टंगस्टन सामग्री का अत्यधिक उच्च होना आसान हो जाता है।
उच्च टंगस्टन स्तर महत्वपूर्ण मात्रा में WC या W₂C चरणों के निर्माण को बढ़ावा देते हैं, जो कार्बन को कार्बाइड संरचनाओं में प्रभावी ढंग से लॉक करते हैं। नतीजतन, परिणामस्वरूप कोटिंग कम घर्षण वाली डीएलसी कोटिंग के बजाय टंगस्टन युक्त कार्बाइड मिश्रित हार्ड कोटिंग के रूप में समाप्त हो सकती है।
दूसरे शब्दों में, हालांकि बहु{{0}आर्क जमाव में टंगस्टन स्रोत का उपयोग करना निश्चित रूप से संभव है, टंगस्टन सामग्री को नियंत्रित करने की विंडो संकीर्ण है और इसे प्रबंधित करना अधिक कठिन है; इसके अलावा, सतह के कणों और कार्बन नेटवर्क की निरंतरता पर भी पूरा ध्यान दिया जाना चाहिए।
मल्टी{{0}आर्क W को कहाँ रखा जाना बेहतर है?
यदि यह W-DLC है, तो मैं मल्टी-आर्क W को "एन्हांसमेंट लेयर" या "ट्रांज़िशन लेयर" के लिए एक उपकरण के रूप में समझना पसंद करता हूं, बजाय इसके कि इसे सीधे उच्च W{2}}कंटेंट DLC की एक पूरी परत बनाने के लिए उपयोग किया जाए।
उदाहरण के लिए, सब्सट्रेट के करीब, एक W या WC संक्रमण परत का उपयोग लोडिंग और बॉन्डिंग को बेहतर बनाने के लिए किया जा सकता है; धातु से कार्बन में क्रमिक संक्रमण की अनुमति देने के लिए बीच में एक W-C ग्रेडिएंट बनाया जा सकता है; कम घर्षण और विरोधी आसंजन सुनिश्चित करने के लिए अधिकांश सतह अभी भी कार्बन समृद्ध डीएलसी बनाए रखती है।
यह डिज़ाइन मोनोलिथिक टंगस्टन (डब्ल्यू) परत का उपयोग करने से अधिक तर्कसंगत है।
यदि उद्देश्य कम {{0}घर्षण डीएलसी नहीं है, बल्कि डब्ल्यू, डब्ल्यूसी, या डब्ल्यू{3}सी की उच्च {{1}कठोरता, घर्षण प्रतिरोधी परत है, तो मल्टी{4}आर्क दृष्टिकोण भी मूल्यवान है। इसका कारण यह है कि बहु{{6}चाप जमाव से उच्च ऊर्जा धातु आयन उत्पन्न होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप मजबूत आसंजन के साथ घनी कोटिंग होती है, जो मजबूत, घिसाव प्रतिरोधी परतें बनाने के लिए आदर्श है।
हालाँकि, यदि ग्राहक को असाधारण रूप से चिकनी सतह, न्यूनतम कण और घर्षण के कम गुणांक की आवश्यकता होती है, तो उसे टंगस्टन के लिए केवल बहु {{0} आर्क जमाव पर भरोसा करते समय सावधानी बरतनी चाहिए।
यदि आप डब्ल्यू {{0}डीएलसी कोटिंग्स का उत्पादन कर रहे हैं, विशेष रूप से जहां ध्यान कम घर्षण, एंटी-स्टिकिंग गुणों, स्लाइडिंग घटकों, या चिकनी मोल्ड सतहों पर है, तो टंगस्टन (डब्ल्यू) घटक को जमा करने के लिए मैग्नेट्रोन स्पटरिंग या हाईपीआईएमएस का उपयोग करने को प्राथमिकता दें, जो जमाव के लिए कार्बन स्रोत के साथ संयुक्त हो। यह दृष्टिकोण टंगस्टन सामग्री पर बेहतर नियंत्रण की अनुमति देता है, जिसके परिणामस्वरूप बेहतर कोटिंग सतह होती है, और कार्बन नेटवर्क संरचना को संरक्षित करना आसान हो जाता है।
यदि आपको एक ऐसी W-C संक्रमण परत तैयार करने की आवश्यकता है जो अधिक मोटी हो, उच्च भार वहन करने की क्षमता प्रदान करती हो, और मजबूत आसंजन की आवश्यकता हो, तो आप मल्टी{2}आर्क W स्रोत या मल्टी{3}आर्क और मैग्नेट्रोन स्पटरिंग के संयोजन वाले हाइब्रिड स्रोत का उपयोग करने पर विचार कर सकते हैं।
यदि आपका लक्ष्य शुद्ध डब्ल्यू या डब्ल्यूसी प्रकार की घिसाव प्रतिरोधी परतें तैयार करना है, तो मल्टी{2}आर्क विधि भी एक विकल्प है, हालांकि आपको पार्टिकुलेट, आंतरिक तनाव, लक्ष्य सतह पृथक्करण और सतह खुरदरापन जैसी चुनौतियों से निपटने के लिए तैयार रहना चाहिए।
इसलिए निष्कर्ष सरल है:
टंगस्टन (डब्ल्यू) कोटिंग्स का उत्पादन न केवल मैग्नेट्रोन स्पटरिंग के माध्यम से किया जा सकता है, बल्कि मल्टी {{0}आर्क आयन प्लेटिंग के माध्यम से भी किया जा सकता है।
हालाँकि, टंगस्टन सामग्री को सटीक रूप से नियंत्रित करने और न्यूनतम कणों के साथ एक सतह प्राप्त करने के लिए मैग्नेट्रोन स्पटरिंग बेहतर अनुकूल है, जबकि उच्च आयनीकरण, मजबूत आसंजन और उच्च भार वहन क्षमता द्वारा विशेषता डब्ल्यू या डब्ल्यू - सी संक्रमण परतों को बनाने के लिए मल्टी {{0}आर्क प्लेटिंग बेहतर है। इष्टतम दृष्टिकोण में अक्सर एक विधि को दूसरे पर चुनने के बजाय एक हाइब्रिड रणनीति शामिल होती है: सतह पर कम घर्षण डीएलसी कार्बन परत को बनाए रखते हुए भार वहन क्षमता को बढ़ाने के लिए आधार पर टंगस्टन परत का उपयोग करना।
