www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Magnetron-Püskürtme Yöntemi

Alt katman
Hedef
Plazma bulutu
Mıknatıs
N
S
N
Gaz sızdırmaz
tapa
Vakum
pompası
Asal gaz
haznesi
Yüksek gerilim kaynağı

Resim 1: Bir magnetron-püskürtme işleminin şematik gösterimi

Magnetron-Püskürtme Yöntemi

Magnetron-püskürtme yöntemi 10-3 - 102 mbar arasında basınca sahip bir vakum odasında buhar çökeltimi uygulanarak çok ince metalik kaplamaların elde edildiği bir işlemdir. Püskürtme (sputtering), katot püskürme olarakta adlandırılan bu yöntem, katı malzemenin (keza, hedef denilen) güçlü enerjiye sahip iyonlar tarafından bombardıman edilerek bu malzemeden atomların kopartılması ve gaz durumuna dönüştürülmesi işlemidir. Bu, materyalin atomize olmasını sağlar, ardından da bir alt katman üzerine birikerek sabit bir tabaka meydana getirir. Püskürme yöntemi Fiziksel Buhar Biriktirme (Physical Vapor Deposition, PVD) yöntemi olarakta adlandırılmaktadır. Vakum altında kaplama ile çok düzgün dağılmış ve temiz bir tabaka elde edilir. Kaplama kaynağı (püskürtme kaynağı) bir asal gazdan (genellikle argon gazı) düşük basınçlı bir plazma üretir. Katmanın başlangıç materyali, püskürtme kaynağında bulunan hedeftir. Bu işlemdeki magnetron ifadesi, yüksek güçlü salınım üretilmesi için magnetronun kullanılmasından kaynaklanmaktadır.

Aygıtın ana parçaları katot (hedef) ve anottur. İyonizasyon seviyesinin ve bunun bir sonucu olarak kaplama miktarının yükseltilmesi için hedeflerin arkasına manyetik alanlar yerleştirilir. Bu nedenle burada da adlandırma için yine magnetron seçilmiştir. Ancak burada kullanılan magnetronun görevi yüksek frekanslı salınımlar elde etmek değildir. Bu iş için gerekli çınlayıcılar da zaten mevcut değildir. Asal gaz doldurulması nedeniyle bu aygıt daha ziyade bir tiratron gibi çalışır: tüp, bir yüksek gerilim uygulanarak ateşlenir ve bir plazma bulutu meydana gelir. Bu plazma bulutunda hazneye doldurulmuş olan gazın atom kabukları parçalanır ve yüklü parçacıklar (negatif yüklü elektronlar ve pozitif yüklü iyonlar) oluşur. Yüksek frekans elde edilmesinde kullanılan klasik magnetronda olduğu gibi, elektrik alanı (yüksek gerilim) ve manyetik alan yine birbirilerine diktir. Manyetik alanın kuvveti, yüklü parçacıkları, burada hedef yüzey olan katoda paralel helezon yay biçiminde bir yol izleterek yönlendirir. Bunlar yüksek gerilimin etkisi altında daha ziyade helezon biçimli bir yol takip ederler. İyonlar hedefe doğru giderken hızlanırlar. Çarpma sırasında hedefin parçacıkları kopartılır. Bu parçacıklar kaplanacak alt katman üzerine yerleşerek burada atomdan atoma bir tabaka meydana getirir.

Bu teknoloji hem elektriksel, iletken hem de erime noktasına çok yüksek olan tüm malzemelere uygulanabilir. Keza yalıtkan malzemeler de atomize edilebilir ve hedef malzeme olarak kullanılabilir. Magnetron-püskürtme yönteminde, kaplama parametreleri değiştirilerek, plazma koşulları ve böylece katmanın özellikleri çok geniş bir aralıkta ayarlanabilir. Kaplamanın kalınlığı da tam olarak kontrol edilebilir. Tipik kaplama kalınlığı 1 nm ila birkaç μm arasındadır. İlaveten birbirinden farklı katman kaplama malzemelerinin bileşimi çok hassas bir şekilde ayarlanabilir.

Püskürtmeli yöntem elektro kaplama ya da vakum altında doğrudan püskürtme gibi geleneksel yöntemlere göre çok bariz üstünlüklere sahiptir. Örneğin, bu yöntemde temiz bir teknoloji uygulanmakta, galvanizleme işleminde olduğu gibi çevreye zarar veren maddeler hiç bir şekilde kullanılmamaktadır. Böylece yüksek işletme- ve atık atma masrafları ortadan kalkmakta ve işe yarar bir yüzey sonlandırma için temiz bir üretim imkânı sunulmaktadır. Bu teknoloji çok yüksek bir teknik bilgi gerektirir ve kütle üretim yapılan yerler için uygundur.

Resim 2: Pilot mahallinin üst kapağı altın ile kaplanmış bir F-22 Raptor savaş uçağı
© 2008 Robert Shenk

Bu yöntemin üstünlükleri:

Bu yöntem radar teknolojisi için daha pasif bir öneme sahiptir, örneğin cama elektromanyetik dalgaların geçmesini engelleyen bir iletken tabaka kaplanabilir. Havaalanı uçuş kontrol kulesindeki cam panellere, burada görevli personeli yakın bölgedeki radar istasyonlarından gelen yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalardan korumak amacıyla da kaplama yapılabilir. Keza hayalet-uçakların pilot mahalli camlarına, pilot mahalli içinden dönecek yansımaları önlemek amacıyla altın kaplama da yapılabilir.


Sponsors: