分析物理气相沉积 (PVD) 涂层厚度

测量纳米级薄 PVD 涂层

物理气相沉积 (PVD) 是一种用于将材料薄膜应用于表面的常用技术。

这些涂层具有许多优点：增强耐磨性、耐腐蚀性和耐热性，增加硬度，改善美观度 — 仅举几例。该过程涉及在真空中蒸发固体材料，然后将该蒸汽沉积到基材表面。基材可以包括金属、塑料、玻璃、陶瓷等。主要有两种方法：溅射和蒸发。在溅射中，高能离子轰击并喷射目标材料，然后沉积在基材上形成薄膜。蒸发的工作原理类似。目标材料在真空中蒸发，使颗粒移动到基材上并凝结。

PVD 用途广泛。 该技术可用于大量有机和无机材料，在许多情况下可以提供比传统电镀工艺更坚硬、更耐腐蚀的涂层。因此，许多行业（包括汽车、航空航天、电子和医疗设备）都依赖于 PVD。与任何类型的涂层一样，必须监测沉积厚度，以确保获得涂层的全部优势，同时最大限度地减少材料浪费。AMS 2444A 等规范概述了这些优势，并提供了实现 PVD 涂层所需性能的指导。

AMS 2444A 给出了利用 PVD 技术在金属零件上涂覆氮化钛涂层的规范。 根据厚度，涂层可分为三类：1.27-3.81µm 厚、2.54-6.10µm 厚和 6.35-12.70µm 厚。每类涂层都具有与摩擦和润滑性、耐磨性、外观等相关的独特性能。目标材料沉积不足或过多都会导致涂层部件缺乏所需品质，甚至会导致剥落和耐久性下降等问题。因此，密切监测沉积厚度至关重要。

XRF 提供了一种快速、无损的方法来分析 PVD 涂层厚度。 每个 Bowman 装置都能够同时测量多达 5 个厚度层。此外，PVD 涂层应用通常需要纳米级涂层厚度才能获得所需的安全带/保护，同时避免浪费昂贵的材料。上一代 XRF 仪器依赖于充气比例检测器，无法为薄涂层和 Al 或 Ti 等低能材料涂层提供可靠、准确的读数。 所有 Bowman XRF 均配备固态硅漂移探测器 (SDD)，以精确测量 PVD。 SDD 的最新探测器发展——硅漂移探测器——提供最佳分辨率、最低噪声水平（最高 S/N 比）和最短测试时间，同时提供准确可靠的结果。