Astudiaeth Ar Eiddo Lliw O Gatiau TiN A Wneuthur Gan Dechnoleg Gorchudd Ion Aml-Arc

Mae cotio tenN TiN yn cael ei adneuo ar wyneb dur di-staen 3Cr13 gan dechnoleg cotio ïon aml-arc. Ymchwiliwyd i effeithiau gronynnau mawr, cyfradd llif nitrogen a tharged cyfredol ar eiddo lliw y ffilmiau trwy sganio microsgopeg electron a photomedr sbectrwm gweledol. Mae'r canlyniadau'n dangos nad yw'r gronynnau mawr yn cynnwys haen grisial arwyneb, haen ganolraddol, a haen y gwyrdd, a llai o gronynnau mawr yn effeithio ar berfformiad lliw y ffilm. Wrth gynyddu'r gyfradd llif nitrogen, roedd adlewyrchiad y sampl yn dangos tuedd i lawr, cynyddodd y cydymffurfiau lliw gwerth coch / gwyrdd a * gwerth melyn / glas b *, mae'r goleuni L * wedi gostwng, cynyddodd mynegai croma C *, a roedd yr ongl olwyn H * wedi gostwng, newid lliw y ffilm yn raddol o arian llwyd i felyn tywyll. Fodd bynnag, wrth i'r targed gyfredol gynyddu, cynyddodd yr ongl olwg H *, mynegai croma C * ab, y gwerthoedd coch / gwyrdd a *, a'r gwerthoedd melyn / glas b * oll wedi gostwng, newidiodd y lliw ffilm yn raddol o farwn dwfn i arian gwyn. Mae newid y targed presennol yn newid cymhareb atomig titaniwm, a gall wneud iawn am newid llif nitrogen.

Mae gan ddur di-staen ei hun, ymwrthedd cyrhaeddiad rhagorol, gwrthsefyll gwisgo a nodweddion eraill, erbyn hyn mae wedi cael ei ddefnyddio'n helaeth ym mywyd beunyddiol, diwydiant modurol, adeiladu ac ardaloedd eraill, gydag ehangu ardaloedd ei alw, dur di-staen lliw yn dod yn dawel. Mae'r dur di-staen lliw nid yn unig yn cynyddu'r eiddo addurniadol ac artistig, ond hefyd yn gwella ymwrthedd cyrydiad a gwisgo gwrthsefyll y dur. Heddiw, mae cymhwyso dur di-staen lliw yn dod yn fwy a mwy helaeth ac mae'r gofynion yn cyrraedd yn uwch ac yn uwch. Mae technoleg trin wynebau dur di-staen yn effeithio'n uniongyrchol ar y cais a datblygu dur di-staen lliw, ac mae ganddi hefyd werth ymarferol gwych ac arwyddocâd ymarferol ar gyfer astudio lliwio wyneb dur di-staen.

Mae gan ffilm TiN fanteision caledwch uchel, anhwylderau cemegol da, lliw unigryw, ac ati. Fe'i defnyddir yn eang mewn gorchuddion gwrthsefyll gwisgoedd a gwrthsefyll cyryd, rhwystrau ymlediad lled-ddargludyddion, a diwydiannau addurno. Mae'r manteision o effeithlonrwydd cynhyrchu uchel, cost proses isel, perfformiad ffilm sefydlog, ac ati, yn y defnydd o dechnoleg plastig ïon aml-arc i wneud ffilm addurniadol nitrid titaniwm aur ar yr wyneb metel. Mae'r dull hwn eisoes wedi mynd i'r cam cynhyrchu ymarferol. Pwrpas y papur hwn yw astudio dylanwad gronynnau mawr, llif nitrogen a thargedau cyfredol ar lliw ffilmiau TiN yn ogystal â'r rheolau newid, er mwyn darparu'r sail ar gyfer gwneud ffilm addurniadol aur ffitrwydd titaniwm nitrid gan aml cynhyrchu technoleg cotio ïon a optimeiddio lliw y ffilm.

1. Y Cynnwys arbrofol

1. Offer a deunyddiau arbrofol

Yn yr arbrawf hwn, defnyddiwyd peiriant cotio ïon aml-arc math AIP-01 ar gyfer cotio. Roedd y targed sbwriel yn darged titaniwm gyda purdeb o 99.9%. Y nwy sy'n gweithio oedd argon nwy (Ar) gyda purdeb o 99. 99%. Nwy'r adwaith oedd nitrogen (N2) gyda purdeb o 99.99%, mae'r swbstrad yn 3Cr13 dur di-staen gyda dimensiynau o 40 mm × 20 mm × 2 mm.

1. 2. Dull arbrofol

Ar ôl ei malu a'i gwoli, cafodd y swbstrad ei olchi'n ultrasonaidd gydag asetone ac ethanol absoliwt am 15 munud mewn trefn, a'i osod mewn peiriant cotio ar ôl ei sychu. Yna pwmpio gwactod hyd at 6.0 × 10-3 Pa o leiaf, a gwresogi i'r tymheredd dyddodiad. Cafodd nwy argon ei awyru i bwysau gwaith, yna dechreuwch y targed arc gyntaf i guro haen isaf titaniwm pur mewn 5min (dangosir y broses yn Nhabl 1), ac yna awyru'r nitrogen i adneuo ffilm TiN.

Tabl 1 Proses platio titaniwm pur

Roedd wyneb y sampl wedi'i orchuddio â gwahanol baramedrau proses (fflwcs nitrogen a tharged cyfredol), ac yna'n defnyddio microsgop electron sganio allyriadau maes LEO-1530VP (FE-SEM) i arsylwi morffoleg y ffilm.

Cafodd eiddo lliw ffilmiau TiN eu mesur gan sbectroffotomedr Perkin Elmer Lambda 950 / Vis. Cyfeiriwyd at dri math o oleuadau a argymhellir gan y Comisiwn Rhyngwladol ar Illuminio (CIE): Goleuadau Safonol A, C, a D65. Mae myfyrdod sbectol ρ (λ) y ffilm yn cael ei fesur gan sbectroffotomedr, ac yna defnyddiodd ei system dadansoddi data ei hun i gyfrifo tri pharamedrau orthogonal y cydlynydd lliw LAB o dan y tair goleuadwr safonol: L *, a *, b *, yn mae system lliw safonol CIE 1976 (L *, a *, b *), L * yn dangos disgleirdeb y lliw (L * = 0 yn cynhyrchu du a L * = 100 yn dynodi gwyn), a * yn dangos cyfeiriad coch-wyrdd ( + a * yn nodi cyfeiriad coch, -a * yn nodi cyfeiriad gwyrdd), a b * yn dangos cyfeiriad lliw melyn (+ b * yn dangos cyfeiriad melyn, - b * yn nodi cyfeiriad glas). Mae'r cyfesurynnau lliw h * ab ac mae'r mynegai chroma C * ab yn cael eu cyfrifo gan y cydlynynnau lliw. Mae'r ongl olwg H * ab yn cynrychioli'r tonfedd amlwg, ac mae'r mynegai chroma C * ab yn cynrychioli'r purdeb lliw:

H ^* _ab = arctan (b ^* / a ^* ) (1)

C ^* _ab = (a ^{* 2} + b ^{* 2} ) 1/2 (2)

2. Casgliad

(1) Mae'r rhan fwyaf o'r gronynnau mawr yn cynnwys haenen droplet, haen ganolraddol a haen grisialog. Mae'r haen grisialog yn agored ar yr wyneb. Pan fo nifer y gronynnau mawr yn fach, mae'r dylanwad ar liw y ffilm yn fach. Os yw nifer y gronynnau mawr yn rhy fawr, bydd y gronynnau mawr sy'n cwmpasu'r ffilm, y adlewyrchiad a disgleirdeb y ffilm yn gostwng.

(2) Ffilmiau nitrid titaniwm y gellir gwneud lliw sy'n amrywio o arian i felyn tywyll dan wahanol amodau llif nitrogen. Wrth i'r gyfradd llif nitrogen gynyddu, mae'r cromlin adlewyrcholdeb ffilm yn lleihau, gan ddangos gostyngiad mewn disgleirdeb L * ac ongl olwg H * ab, a chynnydd mewn gwerth coch / gwyrdd a *, gwerth melyn / glas b *, a mynegai dirlawnder C * ab yn y lle chromaticity LAB.

(3) Wrth i'r targed gynyddu ar hyn o bryd, gellir gwneud ffilmiau titaniwm nitride sy'n lliw sy'n amrywio o wyn melyn i arian gwyn, gan ddangos cynnydd yn yr ongl olwyn H * mynegai aber a lliw C * ab, a gostyngiad yn y gwerth coch / gwyrdd a * a'r gwerth melyn / glas b * yn y lle lliw LAB. Gan y gall newid y targed cyfredol newid cymhareb atomig titaniwm a nitrogen yn y ffilm, i wneud iawn am y newid yn y gyfradd llif nitrogen. Felly, mae graddfa'r L * yn cynyddu'n raddol yn y rhan flaen fel y cynnydd yn y targed presennol, a dylid achosi gostyngiad yn y gwerth L * yn y cefn gan gynhyrchu nifer fawr o ronynnau mawr a diffygion eraill yn y ffilm haen wrth i'r cynnydd pellach ymhellach.