熱(re)(re)電偶元件是在工業、科研中廣泛(fan)使用的一種溫度(du)傳感器,具(ju)有(you)測溫范圍廣,堅固(gu)耐(nai)用,無自發熱(re)(re)現(xian)象(xiang),使用方(fang)便等優點。薄膜(mo)熱(re)電偶除了繼承上述普通熱(re)電偶的優點外,還具有熱(re)容小,響應速度快(kuai),幾乎不占用空(kong)間(jian),對(dui)被測物體影響小的優點。本研究(jiu)為(wei)制備(bei)(bei)K型薄膜熱(re)電(dian)偶選(xuan)擇(ze)了(le)電(dian)子(zi)(zi)束蒸發鍍(du),磁控濺射(she),多弧(hu)離子(zi)(zi)鍍(du)三(san)種(zhong)PVD方法。其中一(yi)(yi)部分(fen)樣片(pian)的(de)NiCr/NiSi薄膜均由(you)磁控濺射(she)均由(you)磁控濺射(she)沉(chen)積(ji),另(ling)一(yi)(yi)部分(fen)樣片(pian)的(de)NiCr薄膜由(you)磁控濺射(she)沉(chen)積(ji),而NiSi薄膜由(you)電(dian)子(zi)(zi)束蒸發沉(chen)積(ji)。所(suo)制備(bei)(bei)得到的(de)薄膜熱(re)電(dian)偶樣片(pian)使用SEM(EDS),數(shu)顯(xian)溫度(du)儀,恒溫爐進(jin)行了(le)表征和(he)靜(jing)態標定。結果表明這(zhe)兩部分(fen)樣片(pian)均存在合金成分(fen)偏析(xi)的(de)現象,平(ping)均Seebeck系(xi)數(shu)與(yu)國家標準也有(you)較大差(cha)異。

   分析(xi)后我們(men)認為:

(1)在鄭(zheng)州科探儀器(qi)磁控濺(jian)(jian)射(she)(she)中,濺(jian)(jian)射(she)(she)產(chan)額(e)(e)和(he)濺(jian)(jian)射(she)(she)能量閾值(zhi)是(shi)引起合金(jin)膜(mo)偏(pian)析(xi)的重(zhong)要原(yuan)(yuan)因,不同(tong)元素的濺(jian)(jian)射(she)(she)產(chan)額(e)(e)和(he)濺(jian)(jian)射(she)(she)能量閾值(zhi)差別越大,偏(pian)析(xi)現(xian)象越嚴(yan)重(zhong)。同(tong)時還(huan)和(he)實驗(yan)順序(xu)有(you)關,隨著實驗(yan)進行偏(pian)析(xi)現(xian)象有(you)所減(jian)弱,這是(shi)由于靶面和(he)靶深層原(yuan)(yuan)子(zi)濃度不同(tong)引起原(yuan)(yuan)子(zi)擴(kuo)散導(dao)致的。

(2)在(zai)電子束(shu)蒸(zheng)發中,NiSi合金物(wu)(wu)料的(de)(de)(de)偏析(xi)主(zhu)要是由熔融的(de)(de)(de)Ni、Si二者密(mi)度差距太大,物(wu)(wu)料在(zai)坩堝(guo)中分層引起(qi)的(de)(de)(de)。同(tong)時(shi)隨著(zhu)實驗的(de)(de)(de)進行偏析(xi)現象(xiang)會(hui)(hui)越來(lai)越嚴(yan)重(zhong),因為密(mi)度較(jiao)小的(de)(de)(de)Si始終在(zai)物(wu)(wu)料上方(fang),在(zai)蒸(zheng)鍍過程(cheng)中逐漸耗(hao)盡而(er)只剩下Ni。此(ci)外,本(ben)(ben)文研究(jiu)還使用(yong)電弧(hu)離子鍍嘗試(shi)沉(chen)積(ji)了(le) NiSi膜,結果(guo)有嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)(de)“跑(pao)弧(hu)”現象(xiang),實驗無法(fa)正常(chang)進行。我們(men)結合靶周圍磁(ci)場(chang)的(de)(de)(de)仿(fang)真結果(guo)和真空(kong)陰極電弧(hu)的(de)(de)(de)基本(ben)(ben)理論對(dui)這種異常(chang)的(de)(de)(de)弧(hu)光放(fang)電進行了(le)分析(xi)。結果(guo)表明(ming)Ni的(de)(de)(de)高臨(lin)界場(chang)強(qiang)和受干擾(rao)的(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)都會(hui)(hui)使電弧(hu)向靶外移動,導致(zhi)“跑(pao)弧(hu)”。后(hou)針對(dui)“跑(pao)弧(hu)”提出了(le)一些解決方(fang)案。