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AICrスパッタリングターゲット

アルミニウム-クロム製スパッタリングターゲットとカソード

弊社のアルミニウム-クロム(AlCrd) ターゲットおよびカソード は、ドリルやカッター、刃先交換式切削チップ などの 工具に、より硬く耐酸化性 に優れた窒化物皮膜を形成します。アルミニウム-クロム系コーティングの高熱硬さと耐酸化性により、送り速度の高速化、切削性能の向上、切りくず量の増加が可能となります。わずか1000分の1ミリの弊社材料が、高温下でも確実に工具を摩耗から守り、それによって寿命を延ばします。

一目でわかるターゲットの優位性:

  • 高い延性

  • 優れた熱伝導性

  • 最適で均一な微細構造

  • 最高の素材の純度

お客様のご要望に応じた生産

筒状、丸状、角状など、お客様の用途に合わせたターゲットを提供します。一目でわかる最も重要な情報:

アルミニウム/クロムの割合[重量%] 70 / 30 50 / 50
純度 [%] 99.7 99.7
保証密度 [g/cm3] 3.68 4.50
標準粒の大きさ/細粒 [µm] 100 / 50 100 / 50

信頼できる品質

高い延性で長い耐用年数を保証

弊社のスパッタリングターゲットとアークカソードは、コーティングプロセス中の膨大なストレスに耐えなければなりません。ターゲットのエッジでは、最大1トンの力が材料に加わります。脆い材料では壊れてしまいますが、弊社の材料はアルミニウムを使用しているため、特に延性があります。AlCrターゲットの高い延性を保証するために、弊社はクロムとアルミニウムの粉末を特に慎重に混合し、それを成形によって圧縮します。これにより、弊社の材料の微細構造は、金属溶融プロセスで製造された材料よりもかなり均質で微細なものになります。粉末冶金法で作られたターゲットの利点は、特に壊れにくく、耐久性があることです。

優れた熱伝導性による滑らかな層の形成

ターゲットとカソードは、コーティングの過程で高温にさらされます。しかし、弊社の材料はそのような過酷な条件にも容易に耐えることができます。アルミニウムの含有量と高い材料密度のおかげで、 弊社の カソード とターゲット は特に 熱伝導率が 高く、その熱を背後の銅板に容易に伝えます。これにより、熱の蓄積によるターゲット素材の露出ムラや表面の水滴を防ぎ、より滑らかなコーティングを実現します。

完璧なレイヤーのための最適な微細構造

粗い金属粉か細かい金属粉か?鍛造、HIP、その他の軸方向の成形?弊社は、製造プロセスを変化させたり、組み合わせたりすることで、特に滑らかで繊細な層を実現します。弊社は、ターゲットとカソードの最適な微細構造という目標から目を離すことはありません。これは、コーティング中に製品上に形成される液滴の数が非常に少ないことを意味します。その結果、非常に滑らかな層が得られます。

Oerlikon Balzersのロゴ

 

 

Oerlikon Balzers社は、プランゼーのターゲットとカソードに依存している企業です。工具・部品用コーティングの大手メーカーは、特にアルミ・クロム・ナイトライドコーティングの平均以上の性能と幅広い応用範囲に感銘を受けています。

AlCrスパッタターゲット_性能_grafik

TiNやTiAINで作られた標準的なコーティング(図では「ベーシックコーティング」と呼ばれている)は、平均的な性能が良く、非常に幅広い用途に使用されている。AlCrNコーティングを使用することで、お客様は同様に広い適用範囲でより高い性能を得ることができます。特殊なアプリケーションの場合、さらに最適化するために、TiAlまたはAlCrターゲットのさらなる元素を目標に使用することで、コーティングの性能を大幅に改善することができます(「合金コーティング」)。

以下のコーティングプロセスに使用可能

弊社の材料は、反応性マグネトロンスパッタリングプロセスまたはアーク蒸着によって適用されます。

  • 反応性マグネトロンスパッタリング

    アルミニウム、チタン、ジルコニウム、クロム、セラミックをベースにしたハードマテリアル層や装飾層は、反応性マグネトロンスパッタリング法によって工具や部品などの製品に塗布されます。

    真空チャンバー内で、ターゲットとなる製品にコーティング材を対向させます。真空チャンバー内にアルゴンガスを充填し、数百ボルトの電圧をかけます。これにより、正電荷を帯びたアルゴン粒子(アルゴンイオン)と自由電子からなるプラズマが発生します。正の電荷を帯びたアルゴンイオンは、負の電荷を帯びたカソード(ターゲット)に向かって加速されます。数百電子ボルト(eV)という高い運動エネルギーでターゲット表面に衝突します。その結果、アルゴン粒子はスパッタリングされたターゲットの原子を表面から押し出します。ここで、真空チャンバーと基板の間に電位を印加します。これにより、ハードマテリアルの粒子はコーティングされるワークピースに向かって加速します。そして、導入された反応性ガス(窒素、カーボン、酸素)と反応して、窒化物、カーバイド、酸化物などのハードマテリアル層としてワーク上に堆積されます。

  • アーク放電

    アーク放電(アークプロセス)で、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、クロムなどのハードマテリアル層を工具に塗布します。真空を利用したコーティングプロセスで、ソースとなる材料はアークカソードの形をしています。

    真空チャンバー内の陽極と正電荷のアークカソードの間に数百ボルトの電圧をかけ、アークを発生させます。これにより、アークが発生します。アークカソードの上を上下に動き、微量の物質を溶かしたり蒸発させたりします。蒸発したカソード粒子の約90%からプラスに帯電した金属イオンが生成されます。ここで、真空チャンバーと基板の間にバイアス電圧を印加します。これにより、金属イオンはコーティングされるワークに向かって加速します。金属イオンは、導入された反応性ガス(窒素、炭化水素、酸素)と反応し、窒化物、カーバイド、酸化物などの薄いハードマテリアル層としてワークピース上に堆積されます。

個々のスパッタリングターゲットとアークカソードに関する弊社の専門知識

最適な層をお探しですか?弊社の数十年にわたる経験と、化学組成や製造プロセスに関する膨大なデータベースに信頼を置いてください。弊社のチームは、以下の材料特性を改善するために、スパッタリングターゲットとアークカソードを継続的に開発しています。

  • 粒の大きさと微細構造
  • 延性
  • 材料の硬度
  • 耐酸化性
  • 摩擦係数
  • 温度耐性

弊社は、お客様のご要望に合わせて、アルミニウムとクロムの混合物にさらに元素を加えて完成させます。お問い合わせはこちら!

スパッタリングターゲット - 材料最適化のための元素の概要

例えば、AlCrベースのコーティングでは、少量の鉄を加えることで耐摩耗性が向上します。これにより、コーティングされた工具の耐久性や耐性が向上します。

酸化アルミニウム・クロム系の耐摩耗性コーティングに関する詳細な科学的洞察は、「アーク蒸着したAl-Cr-oxideコーティングの相形成における液滴と鉄の役割」という出版物に記載されています。この研究論文は、TU Wienがプランゼーの研究チームと共同で発表したものです。

出版物へ

その他のコーティング技術関連製品

ヒートシンクを内蔵したアルミニウムベースのターゲットやカソードもご用意しておりますので、ぜひお試しください。これらの製品は、より高い熱伝導率を誇り、ターゲットの端でより安定しています。弊社のアルミニウム製ヒートシンクは、ターゲット素材に直接接続されています。

その他の素材のターゲットについては、各製品ページをご覧ください。

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