[发明专利]一种双气氛自适应反应溅射制备成分渐变复合涂层的方法

权利要求书

1.一种双气氛自适应反应溅射制备成分渐变复合涂层的方法，用于N₂-O₂双气氛自适应反应溅射工艺，其特征在于：所述方法在与目标靶材端部相邻的溅射室腔体部位设置有与单色仪相连的光导管；所述单色仪经光导管导入靶面等离子体区发射光谱，并在分辨其强度后把光谱强度信号发送至反应气氛控制器，所述反应气氛控制器根据靶面等离子体区光谱强度控制自适应反应的N₂供给量；所述溅射室还与由质量流量计控制的O₂气路相连；所述质量流量计通过控制O₂气体输入量来干扰目标靶材处的靶面等离子体区发射光谱强度，使反应气氛控制器按相同特征光谱谱线强度的标准对自适应反应的N₂供给量进行调整，从而自适应地匹配靶面等离子体区N₂与O₂的比例。

2.根据权利要求1所述的一种双气氛自适应反应溅射制备成分渐变复合涂层的方法，其特征在于：所述光导管固定于与目标靶材顶部相邻的溅射室腔体部位的安装孔处；所述单色仪经光纤与光导管相连；所述单色仪把光谱强度转化为电信号发送至反应气氛控制器；所述反应气氛控制器PEM经压电阀控制N₂管道向溅射室输入的N₂量；所述由质量流量计MFC控制的O₂气路与压电阀后方的N₂管道相通；

所述方法以基于N、O原子化学亲和势差异机制的欺骗调控原理来控制N₂管道对溅射室的气体输入。

3.根据权利要求2所述的一种双气氛自适应反应溅射制备成分渐变复合涂层的方法，其特征在于：所述方法用于TiAlON/TiAlN/glass复合涂层时，在反应溅射过程中，PEM监控Ti靶表面等离子体发射光谱的特征谱线强度，即λ=501nm处，反馈控制N₂供给，同时以MFC控制O₂的主动供给干扰监测信号，因为N、O原子与Ti、Al原子结合的热力学势差不同，即化学亲和力不同，所以优先形成氧化物，继而化合生成氮化物；当以MFC控制的O₂供给流量逐渐增大时，O原子优先于N原子与Ti、Al结合，而使Ti靶面等离子体强度减弱，PEM的反馈值降低，为了不引起靶材的中毒现象，PEM响应控制压电阀减少N₂的供给而改变氮化物与氧化物的比例，形成欺骗调控原理；基于此原理，通过连续渐变增加O₂的通入流量以干扰监测信号，PEM便持续被动响应Ti靶面等离子体强度减弱的反馈信号而减少N₂的通气量，从而实现稳定地溅射沉积，并获得氮化物渐变为氮氧化物、氧化物的多层渐变膜层结构。