スパッタコーティングは、基板上に薄く機能的なコーティングを施すために使用される物理蒸着（PVD）プロセスである。このプロセスでは、イオンの衝突によってターゲット表面から材料が放出され、蒸気雲が形成され、それが基板上にコーティング層として凝縮する。この技法は、その平滑な性質とコーティング膜厚の高い制御性により、様々な産業分野で装飾的なハードコーティングやトライボロジーコーティングに広く使用されている。
スパッタコーティングのプロセス
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チャンバーの準備
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プロセスは、まずチャンバー内を排気してほとんどすべての分子を除去し、クリーンな環境を作ることから始まります。その後、成膜する材料に応じて、アルゴン、酸素、窒素などのプロセスガスでチャンバーを満たします。スパッタリングプロセスの開始：
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マグネトロン陰極であるターゲット材料に負の電位が印加される。チャンバー本体は陽極またはアースとして機能する。このセットアップにより、チャンバー内にプラズマ環境が形成される。
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ターゲット材料の排出：
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ターゲット材料に印加された高電圧はグロー放電を引き起こし、ターゲット表面に向かってイオンを加速します。これらのイオンがターゲットに衝突すると、スパッタリングと呼ばれるプロセスを経て、表面から材料が放出される。コーティングの成膜：
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放出されたターゲット材料は蒸気雲を形成し、ターゲットから基板に向かって移動する。基板に到達すると凝縮し、薄いコーティング層が形成される。この層は原子レベルで基材と強く結合し、単なるコーティングではなく、基材の永久的な一部となる。強化とバリエーション
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場合によっては、窒素やアセチレンなどの反応性ガスを追加して使用し、反応性スパッタリングとして知られるプロセスで、放出された材料と反応させる。この方法では、酸化物コーティングを含むさまざまなコーティングが可能である。
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用途と利点装飾用ハードコーティング
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スパッタ技術は、その平滑な性質と高い耐久性により、Ti、Cr、Zr、窒化炭素などのコーティングに有利である。
トライボロジーコーティング：
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自動車市場でCrN、Cr2N、ダイヤモンドライクカーボン（DLC）コーティングとの様々な組み合わせなどのコーティングに広く使用され、部品の性能と寿命を向上させる。
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コーティング膜厚の高い制御性：
精密な膜厚制御が必要な光学用コーティングの製造に不可欠。
滑らかなコーティング
