熱電偶(ou)元件是在工業、科研中(zhong)廣(guang)泛使用的(de)一種溫(wen)度(du)傳感器(qi),具有(you)測溫(wen)范(fan)圍廣(guang),堅固耐用,無(wu)自發熱現象,使用方便等優點。薄膜熱電偶除了(le)繼承上述普通熱電偶的(de)優點(dian)外,還具有熱容小(xiao),響應速度快(kuai),幾乎不(bu)占用空間,對(dui)被測(ce)物體影響小(xiao)的(de)優點(dian)。本研究為制(zhi)備K型薄膜(mo)(mo)熱電(dian)偶(ou)選擇了(le)電(dian)子束蒸(zheng)發鍍(du)(du),磁控(kong)濺(jian)射(she),多弧離子鍍(du)(du)三種(zhong)PVD方法(fa)。其中一部分樣(yang)片的(de)NiCr/NiSi薄膜(mo)(mo)均(jun)由(you)(you)(you)磁控(kong)濺(jian)射(she)均(jun)由(you)(you)(you)磁控(kong)濺(jian)射(she)沉積(ji)(ji),另(ling)一部分樣(yang)片的(de)NiCr薄膜(mo)(mo)由(you)(you)(you)磁控(kong)濺(jian)射(she)沉積(ji)(ji),而NiSi薄膜(mo)(mo)由(you)(you)(you)電(dian)子束蒸(zheng)發沉積(ji)(ji)。所制(zhi)備得到(dao)的(de)薄膜(mo)(mo)熱電(dian)偶(ou)樣(yang)片使用SEM(EDS),數(shu)顯溫(wen)度(du)儀,恒(heng)溫(wen)爐進行了(le)表征和(he)靜態標定。結果表明這兩部分樣(yang)片均(jun)存(cun)在合金成分偏析(xi)的(de)現象,平均(jun)Seebeck系數(shu)與國家標準(zhun)也有較大差(cha)異。

   分析后我們(men)認為:

(1)在鄭州科探儀器磁控濺(jian)射中(zhong),濺(jian)射產額和濺(jian)射能(neng)量閾值(zhi)是引起合金膜(mo)偏析(xi)的重要原(yuan)因,不同元(yuan)素的濺(jian)射產額和濺(jian)射能(neng)量閾值(zhi)差別(bie)越大,偏析(xi)現(xian)象(xiang)越嚴(yan)重。同時(shi)還和實驗順序有(you)關,隨著實驗進行偏析(xi)現(xian)象(xiang)有(you)所減弱,這是由于靶面和靶深層(ceng)原(yuan)子(zi)濃度不同引起原(yuan)子(zi)擴散導致(zhi)的。

(2)在(zai)(zai)電(dian)子束蒸發中(zhong),NiSi合金(jin)物(wu)料(liao)的(de)(de)(de)偏析(xi)(xi)(xi)主要(yao)是由熔融(rong)的(de)(de)(de)Ni、Si二者密度差(cha)距太大,物(wu)料(liao)在(zai)(zai)坩堝中(zhong)分層引起的(de)(de)(de)。同時隨著實驗的(de)(de)(de)進行偏析(xi)(xi)(xi)現象會(hui)越(yue)來越(yue)嚴重,因為(wei)密度較(jiao)小(xiao)的(de)(de)(de)Si始終(zhong)在(zai)(zai)物(wu)料(liao)上方,在(zai)(zai)蒸鍍過程中(zhong)逐漸耗盡(jin)而只剩下Ni。此(ci)外,本文研(yan)究還使用電(dian)弧(hu)(hu)離(li)子鍍嘗試沉積了 NiSi膜,結果有嚴重的(de)(de)(de)“跑弧(hu)(hu)”現象,實驗無法正常(chang)進行。我(wo)們結合靶周圍磁場(chang)的(de)(de)(de)仿真(zhen)結果和(he)真(zhen)空陰極電(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)(de)基本理論對這種異(yi)常(chang)的(de)(de)(de)弧(hu)(hu)光放電(dian)進行了分析(xi)(xi)(xi)。結果表明(ming)Ni的(de)(de)(de)高臨(lin)界(jie)場(chang)強和(he)受干擾的(de)(de)(de)磁場(chang)都(dou)會(hui)使電(dian)弧(hu)(hu)向靶外移動(dong),導致“跑弧(hu)(hu)”。后針對“跑弧(hu)(hu)”提(ti)出了一些解(jie)決方案。