當施加高重復性機械應力和熱應力時，如果基材的硬度不足以承受施加的載荷和支撐涂層時，其彈性變形會導致涂層被破壞。解決這個問題的方法之一是雙相沉積技術，先對基材進行滲氮，厚度可達數十微米，然后再進行連續的硬質涂層沉積。這種技術可以使沉積速度保持與傳統方法幾乎相同，能得到更優異的性能，且易于控制和調整參數。
該設備圓柱形腔體(標準型號尺寸為直徑500mm，高度450mm)頂部安裝1個ICP射頻等離子體源，底部法蘭上安裝行星式轉盤，側面法蘭上安裝有3個矩形陰極和1個離子源，腔體內的加熱器可加熱至500℃。
? 不銹鋼樣品使用離子源清潔20分鐘，同時加熱器加熱至475℃
? 通過ICP射頻等離子體源通入N2并產生高密度等離子體，并在樣品上施加200V偏壓，
進行30分鐘的滲氮處理，氮化層的厚度約為20μm，硬度約為30GPa
? 采用等離子輔助反應磁控濺射(PARMS)技術可獲得較高沉積速率且可保持沉積薄膜的
化學計量正確。如圖中所示，3個陰極可獨立工作沉積金屬膜層，沉積的膜層在ICP等離子體中被氮化，每次可氮化約10-20nm
? 根據需要沉積約100層后，關閉其中1個陰極減少N2通入量沉積較軟的層降低應力
材料組合 | TiAlYSiN/CrN | CrMoNbVZrHfN/MoN | TiAlYSiN/MoN | TiAlYCrN/MoN |
顯微硬度(GPa) | 52 | 62-64 | 56 | 68 |
設備特點
? 結構緊湊，可集成多種技術，包括磁控濺射、離子束清洗與刻蝕、PARMS、IBAD和PECVD
? 設備側面法蘭可最多安裝4個陰極和離子源，設備清潔及維護簡單
? 配備的陽極層離子源可產生600mA的束流，平均離子能量高達2500eV
? 配備的ICP射頻等離子體源沒有使用壽命限制，能夠向基板提供任意氣體，電流高達12A/KW用以產生高密度等離子體
? 頂部法蘭可用于安裝各種傳感器(高溫計和沉積速率監控等)和工藝設備(等離子體源和加熱器等)
? 底部法蘭通常帶有鼓式或轉盤式基片架/旋轉系統，也可安裝額外的濺射陰極用于雙面處理。可向基板提供偏壓。
