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摘要
目的 探究一种可用于实现圆柱形工件外表面镀膜设备的可能性，设计了一种新型的圆筒式磁控溅射靶结构，溅射在圆筒状靶材内表面发生，从整个圆周方向对工件外表面镀膜，以改善传统长管工件镀膜设备体积庞大、结构复杂的不足。方法 首先对圆筒式磁控溅射靶进行初始结构设计，再运用有限元分析软件COMSOL中静磁无电流仿真模块，通过控制变量法对溅射靶内部冷却背板厚度d1、内磁环轴向高度h1、内磁环径向宽度Δr1、外磁环轴向高度h2、外磁环径向宽度Δr2以及内外磁环间距d2不同结构参数下的靶面水平磁感应强度值进行仿真与研究。在此基础上进行磁场优化并设计出溅射靶的理想磁铁结构参数。结果 计算结果表明，当冷却背板厚度为13 mm，外磁环内径为266 mm、外径为310 mm、厚度为20 mm，内磁环内径为270 mm、外径为310 mm、厚度为22 mm，内外磁环间距为50 mm时，距靶面上方3 mm处最大水平磁感应强度为40 m T，磁场分布均匀区域可达40%左右。结论 此外考虑溅射靶内部的水冷、密封以及绝缘结构，最终设计的圆筒式磁控溅射靶整体高384 mm，最大直径432 mm，结构紧凑可靠，为长管工件外表面金属薄膜的制备提出了一种新的磁控溅射靶结构。
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