随着镀膜技术的发展,镀制由多种元素成分组成的复合膜系已经被广泛采用,并且有越来越多的发展趋势。因为由多种元素成分组成的复合膜,其物理化学功能性质是单一成分膜层所不可比拟的。通过分别调节二个靶的工作电流从而改变其溅射速率,能够方便地改变二种靶材成分在所镀制膜层中的比例,这对于开展膜材成分与膜层性质间关系的实验研究十分有利；通过逐渐增大其中一个靶的溅射速率同时对应减小另一个靶的溅射速率,还可制备出二种靶材成分比例均匀过渡的梯度膜。双靶共溅射沉积成膜方法,是制备二元复合膜系的主要技术手段。而在所制备膜层中不同元素成分的分布均匀性和可控性,是直接关系到膜层性能的重要问题,应该引起特别重视。尤其是在镀制二种膜材成分在膜层中的成分比例要求均匀逐渐变化过渡的梯度膜层时,以及在探索、优化不同成分含量对膜层性能影响的过程中,这一问题显得尤为突出。本论文针对双靶共溅射镀膜系统,以两个相对倾斜、对称安置的圆平面磁控溅射靶和一个偏心放置并具有自转运动的圆平面基片所组成的共溅射镀膜系统为研究对象,分别建立了对称圆平面双靶相对Y轴方向有偏心距和对称圆平面双靶同时相对X轴和Y轴方向有双向偏心距的模型,进行了无量纲计算的研究,利用MATLAB自编的计算程序进行模拟计算,并分别针对以上模型的靶基距、Y轴方向偏心距、X轴方向偏心距和靶倾斜角等结构工艺参数来研究其对旋转基片上的膜厚分布和成分均匀性的影响规律,计算研究基片上不同半径处的膜厚均匀性分布,以及基片上任一点处膜层内部沿厚度方向上的微观成分均匀性周期变化规律。定量表述靶溅射跑道半径、靶基距、靶间距、靶偏心距和靶倾斜角等结构参数对旋转基片上的膜厚分布和成分均匀性的影响规律。分析了双靶共溅射沉积系统的膜层特性、优化设计了系统的结构参数。经计算可知,双靶共溅射系统所沉积膜层实际上是二只磁控溅射靶溅射物的简单叠加。其膜厚分布规律,本质上还是分别由二只磁控溅射靶的发射特性和靶-基系统的相对几何结构参数所各自独立决定的。并且,基片上的膜厚分布规律完全等价于靶材沉积速率在基片上的分布规律。本文给出单一靶材在基片上不同半径位置处的绝对和相对沉积速率,以及平均相对沉积速率,均方差等参数来表征基片的膜厚分布规律本文通过计算说明,在双靶共溅射沉积成膜过程中,在基片上任一固定点处,沿膜层的厚度方向存在着成分差异,两种膜材成分的比例呈周期性变化规律,即存在着微观上的成分不均匀性。单就基片上某一局部点而言,膜材沉积是两种成分沉积速率交替增长的过程,即从某处Ⅰ组分沉积速率大而Ⅱ组分沉积速率最小,逐渐过渡到另一处H组分沉积速率最大而Ⅰ组分沉积速率最小,然后再过渡回来,这样一个周期循环。根据理论模拟计算的结果,选择了一组薄膜厚度均匀性和成分均匀性较好的结构工艺参数进行镀膜实验,并利用X射线能谱仪(EDS)对样品膜层的成分分析,所得的实验结果与理论计算结果较为一致。基于前面对复合膜层成分均匀性的研究分析,针对制备符合成分材料过程中某些化学成分难以相互融合的问题,本论文还介绍了一种基于双源共沉积技术的复合成分粉体材料制备新方法及其设备。这一方法主要借用了真空镀膜技术中的双源(多源)共沉积技术和真空卷绕镀膜机的部分结构形式。分别建立了适合于电阻蒸发源和矩形平面溅射靶的沉积速率计算模型,分析计算了沉积法所制备的材料中的成分均匀性。