更灵活的涂层设计

　　现在，越来越多的方法可以生产出高性能涂层。溅射技术已证明可以应用于众多领域。通过分别与不同材料的组合，可以在涂层设计中提供更优化的灵活性并因此铺平客户通往未来之路。

　　对于如何提高已到达材料性能极限的基本材料性能的原理已得到了长期的验证。比如：大马士革钢，它是不同类型钢材的合成体，以确保在拥有锋利性的同时不失柔韧性。这种原理同样适用于涂层产品，用于进一步改善和优化刀具以及其他随着工业发展而需要改进的众多其他项目。众多涂层技术中的区别在于应用的可能性以及技术的复杂性。 CemeCon公司已使用PVD溅射技术超过20年，它巨大的优势至今还未被超越。

超级氮化物涂层REM图像：光滑的表面无大型颗粒；涂层具备高硬度、结构紧密和高附着性的特点

从原子到涂层

　　溅射技术是指将气体雾化成原子状态,也就是惰性气体氩原子，然后使用离子化技术将其撞击成离子和电子。通过这种方法得到带电的中子和离子的混合等离子体，正电荷离子通过负电压加速后撞击靶材（溅射源）。比如对于TiAIN涂层，一个这样的靶材可以是钛和铝的组合体。Werner Kölker博士，CemeCon公司R&D部门经理解释说：“当气体离子撞击金属表面时，金属原子溢出。这就意味着撞击靶材的气体离子越多、撞击能量越强，从金属中溢出的金属原子越多。”

　　在靶材的前方，一些气化的金属同样通过与电子的冲撞而形成离子。在磁控溅射中，电子被迫沿着螺旋形通道前进以尽可能延长其在靶材前停留的时间。同样，也通过这种方式在高离子浓度的区域生成更多的金属离子。此外，氮等反应气体被注入涂层室中。金属离子和反应气体最后生成化学反应并凝聚在基体表面从而形成极其坚硬的表面涂层。增加的电离离子进一步提高了涂层质量。

无液滴的涂层沉积

　　由于溅射技术意味着将固体的靶材直接转换成金属气化物（升华过程），任何种类的金属和金属化合物都可以使用这个技术进行气化。也就是说，使用这种技术可以几乎不受限制地进行任何材料的涂层。Kölker博士补充说：“即使是反应气体的选取也有多种选择的可能性。氧化物、氮化物以及碳化物都可以通过引入氧气、氮气以及碳氢化合物来生成。”

　　溅射技术的另一个优点是其天生缺少大型颗粒，从而可形成异常光滑的涂层表面。在切削刀具的使用过程中，这些完美的、无瑕疵的光滑表面可以显著降低摩擦和粘结磨损且同时减少铁屑和刀具之间的接触时间。这就是说，热量还停留在碎屑中，从而显著降低氧化引起的磨损。

25,000个灯泡的能量

　　“HiPIMS（高能量脉冲磁控溅射）技术是实现增加靶材电离性从而更加优化涂层结构的必要条件。为实现这种性能，需要使用约点亮25,000个灯泡的能量，差不多是1兆瓦的功率。”Werner Kölker博士解释说。使用这种技术，通过兆瓦级的高能量脉冲电离靶材，从而形成高浓度的带电离子。

　　负电压（偏置电压）应用于阴极以影响正电荷撞击基材的能量和运动方向。因为脉冲作用在靶材上的时间非常短，大约几百微秒（1微秒＝百万分之一秒），随后很长一段时间处于“关闭”状态，因此，平均功率很低（1－10kw)。在“关闭”时间里，靶材得到了冷却，从而确保了流程的稳定性。

应用和展望

　　溅射技术成功地应用于广泛的工业领域：“我们主要为客户生产切削刀具的涂层。正是由于我们的优化方案，客户可以享受到更优的表面质量和更长的刀具使用寿命。”Kölker博士解释说。

　　溅射技术除应用于切削刀具和组部件上外，而且目前还用于太阳能技术。正是由于在整个涂层生产中的低温，使得其打开了未来应用的大门。溅射技术还可以应用于如：硬盘技术以及下一代记忆芯片、计算机技术等。“溅射技术具有为客户提供更强大的涂层系统的巨大潜力。”Kölker博士预言道。

溅射技术图解

涂层设备内部：离子形态的工艺气体、反应气体和金属粒子

靶材上的溅射流程：氩原子通过撞击靶材而生成金属粒子

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