Pour garantir l'épaisseur cible des films épais de Bi-2223, le processus repose sur un calcul précis du retrait du matériau. Étant donné que l'épaisseur du film est réduite d'environ 50 % après le post-traitement, le revêtement initial par pulvérisation doit être appliqué avec un volume environ deux fois supérieur à l'épaisseur finale souhaitée.
Le mécanisme principal de contrôle de l'épaisseur est l'anticipation de la densification : les films de Bi-2223 se rétractent environ de moitié par rapport à leur taille initiale après le frittage et le pressage isostatique à froid (CIP). Par conséquent, le volume de dépôt initial est délibérément fixé à 200 % de la cible finale pour compenser cette perte prévisible.
Les mécanismes de compensation d'épaisseur
Le facteur de retrait
Les films épais de Bi-2223 subissent une transformation physique significative au cours du cycle de fabrication.
La combinaison des traitements de frittage à haute température et de pressage isostatique à froid (CIP) provoque une densification rapide du matériau.
En conséquence de ces traitements, le film se rétracte généralement à environ la moitié de son épaisseur initiale.
Calibrage du dépôt initial
Pour garantir que le produit final réponde aux spécifications, le processus de revêtement par pulvérisation utilise un rapport de compensation strictement défini.
Les opérateurs doivent régler le volume initial de revêtement par pulvérisation à environ deux fois l'épaisseur finale prévue.
Cet ajustement de volume préventif est la principale méthode de contrôle utilisée pour contrecarrer le retrait causé par les traitements thermiques et de pression.
Capacités et considérations du processus
Haute contrôlabilité
Malgré le changement drastique de volume, le revêtement par pulvérisation est privilégié car il offre une haute contrôlabilité de l'épaisseur.
Le taux de retrait est suffisamment constant pour que le résultat final puisse être prédit avec précision en gérant le volume d'entrée initial.
Répondre aux exigences pratiques
Cette méthode de compensation est essentielle pour les applications nécessitant des couches de film robustes.
Par exemple, si l'exigence pratique dicte une épaisseur finale de plus de 500 μm, le processus nécessite une épaisseur de revêtement initiale significativement plus grande que cette cible.
Sans cette sur-application 2:1, le film se densifierait en dessous du seuil requis pour une utilité pratique.
Faire le bon choix pour votre objectif
Pour appliquer cela à votre processus de fabrication, vous devez planifier vos paramètres initiaux en fonction de la densification attendue.
- Si votre objectif principal est d'atteindre une dimension finale spécifique : Réglez vos paramètres de pulvérisation initiaux pour déposer une couche qui représente exactement 200 % de votre épaisseur cible.
- Si votre objectif principal est la stabilité du processus : Assurez une application cohérente des paramètres de frittage et de CIP, car les variations ici altéreront le taux de retrait et invalideront vos calculs de volume initiaux.
L'épaisseur fiable des films de Bi-2223 n'est pas obtenue en empêchant le retrait, mais en le compensant mathématiquement avant le début du processus de frittage.
Tableau récapitulatif :
| Étape de production | Rapport d'épaisseur | Effet physique |
|---|---|---|
| Dépôt initial par pulvérisation | 200 % (Cible x2) | Dépôt de volume élevé |
| Frittage et CIP | Réduction de -50 % | Densification et consolidation rapides |
| Film final de Bi-2223 | 100 % (Cible) | Spécification atteinte (par ex., >500 μm) |
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Références
- Michiharu Ichikawa, Toshiro Matsumura. Characteristics of Bi-2223 Thick Films on an MgO Substrate Prepared by a Coating Method.. DOI: 10.2221/jcsj.37.479
Cet article est également basé sur des informations techniques de Kintek Press Base de Connaissances .
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