熱電偶元件(jian)是在工業、科研中(zhong)廣泛使(shi)用的一(yi)種溫度傳感器(qi),具有測(ce)溫范圍廣,堅固耐用,無自(zi)發熱現(xian)象,使(shi)用方便等優點。薄膜熱(re)電偶除了繼承上(shang)述普通熱(re)電偶的優點(dian)外,還(huan)具有熱(re)容小(xiao),響應速(su)度快,幾乎不占用空間,對(dui)被測物體影響小(xiao)的優點(dian)。本研究(jiu)為制備K型薄(bo)膜(mo)熱(re)電偶選擇了(le)電子束蒸發(fa)鍍(du),磁控(kong)濺射(she),多弧離子鍍(du)三種PVD方法。其中一部分(fen)(fen)樣片(pian)的NiCr/NiSi薄(bo)膜(mo)均由(you)磁控(kong)濺射(she)均由(you)磁控(kong)濺射(she)沉(chen)積(ji)(ji),另(ling)一部分(fen)(fen)樣片(pian)的NiCr薄(bo)膜(mo)由(you)磁控(kong)濺射(she)沉(chen)積(ji)(ji),而NiSi薄(bo)膜(mo)由(you)電子束蒸發(fa)沉(chen)積(ji)(ji)。所制備得到的薄(bo)膜(mo)熱(re)電偶樣片(pian)使用SEM(EDS),數顯溫(wen)度(du)儀(yi),恒(heng)溫(wen)爐進(jin)行了(le)表(biao)征和靜態標定。結果表(biao)明這兩部分(fen)(fen)樣片(pian)均存(cun)在合金成分(fen)(fen)偏析的現象,平均Seebeck系數與國家標準也有較大差異。

   分析后我們(men)認為:

(1)在鄭州科探儀器(qi)磁控濺射中(zhong),濺射產額和(he)濺射能量(liang)閾值(zhi)是(shi)引(yin)起合金(jin)膜偏析(xi)的(de)(de)重要原因,不(bu)同元(yuan)素的(de)(de)濺射產額和(he)濺射能量(liang)閾值(zhi)差別越(yue)(yue)大,偏析(xi)現(xian)象(xiang)越(yue)(yue)嚴重。同時還(huan)和(he)實(shi)驗順(shun)序有(you)關,隨(sui)著實(shi)驗進行(xing)偏析(xi)現(xian)象(xiang)有(you)所減弱,這是(shi)由于靶(ba)面和(he)靶(ba)深層原子(zi)濃度不(bu)同引(yin)起原子(zi)擴散導致的(de)(de)。

(2)在(zai)電(dian)子束蒸發中(zhong)(zhong),NiSi合金物料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)偏析(xi)主要(yao)是由熔融的(de)(de)(de)(de)(de)Ni、Si二(er)者(zhe)密(mi)度差距太大,物料(liao)在(zai)坩堝中(zhong)(zhong)分層引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)。同時隨著實驗的(de)(de)(de)(de)(de)進行(xing)偏析(xi)現(xian)象(xiang)會越(yue)來越(yue)嚴重,因(yin)為(wei)密(mi)度較(jiao)小的(de)(de)(de)(de)(de)Si始終在(zai)物料(liao)上方(fang),在(zai)蒸鍍過(guo)程中(zhong)(zhong)逐漸耗盡而(er)只剩下Ni。此(ci)外,本(ben)文研(yan)究(jiu)還使用電(dian)弧離子鍍嘗試沉積(ji)了 NiSi膜,結果有嚴重的(de)(de)(de)(de)(de)“跑弧”現(xian)象(xiang),實驗無法正常進行(xing)。我們(men)結合靶周(zhou)圍磁場的(de)(de)(de)(de)(de)仿(fang)真結果和真空陰極電(dian)弧的(de)(de)(de)(de)(de)基本(ben)理(li)論對這種異常的(de)(de)(de)(de)(de)弧光放電(dian)進行(xing)了分析(xi)。結果表明Ni的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)臨界場強和受干(gan)擾的(de)(de)(de)(de)(de)磁場都會使電(dian)弧向(xiang)靶外移動,導致(zhi)“跑弧”。后針對“跑弧”提出了一(yi)些(xie)解(jie)決方(fang)案。