Поширенийбагато-дугове обладнання для вакуумного нанесення іонного покриттявикористовує дугове бомбардування або очищення іонами аргону. Які конкретні відмінності між ними?
Один - це очищення іонами металу, а інший - очищення іонами газу; рівні енергії різні, і принципи також різні. Сьогодні Puyuan Vacuum детально розповість вам:
Багато-дугове іонне покриття використовує метод електричного дугового розряду для прямого випаровування металу на тверду катодну мішень. Випарений матеріал складається з іонів з матеріалу катода, випущених під час катодного дугового розряду. Цей пристрій не потребує розплавленої ванни; мішень, яку необхідно випарити, з'єднана з катодом, а вакуумна камера виконує роль анода. Коли тригерний електрод раптово та миттєво торкається катодної мішені, індукується дуга, утворюючи яскраву світну пляму катодної дуги на поверхні катода. Діаметр плями становить менше 100 мкм, а щільність струму всередині плями може досягати 10³~10⁷ А/см². Потім матеріал у цій області миттєво випаровується та іонізується. Пляма катодної дуги хаотично рухається по поверхні катода зі швидкістю десятки метрів за секунду. Для управління траєкторією і швидкістю плями використовується зовнішнє магнітне поле. Для підтримки вакуумної дуги, як правило, потрібна напруга від -20 до -40 В.
Принцип багато{0}}дугового іонного покриття ґрунтується на теорії вакуумного дугового розряду з холодним катодом, яка передбачає, що перенесення заряду під час процесу розряду досягається завдяки одночасному існуванню та взаємному обмеженню двох механізмів: польової електронної емісії та струму позитивних іонів. У процесі розряду випаровується велика кількість матеріалу катода. Позитивні іони, що утворюються цими молекулами пари, створюють надзвичайно сильне електричне поле на короткій відстані біля поверхні катода. Під дією цього сильного електричного поля електрони випромінюються у вакуум як електрони поля. Позитивні іони можуть становити близько 10% загального струму дуги. Іони металу, притягнуті до поверхні катода, утворюють шар просторового заряду, який, у свою чергу, генерує сильне електричне поле, змушуючи точки на поверхні катода з низькою роботою виходу (межі зерен або тріщини) починати випускати електрони. Окремі точки з високою щільністю емісії електронів мають велику щільність струму. Джоулеве нагрівання підвищує температуру, генеруючи термоелектронні електрони, що ще більше збільшує емісію електронів. Цей ефект позитивного зворотного зв'язку викликає локалізовану концентрацію струму.
Джоулев нагрів, створений цією локалізованою концентрацією струму, викликає локалізоване вибухове утворення плазми на поверхні катодного матеріалу, випромінюючи електрони та іони та залишаючи сліди розряду. Також вивільняються частинки розплавленого катодного матеріалу. Деякі з випущених іонів притягуються назад до поверхні катода, утворюючи шар просторового заряду, створюючи сильне електричне поле, яке, у свою чергу, змушує нові точки з низькою роботою виходу починати випускати електрони.
Багато-технологія обладнання для вакуумного нанесення іонного покриття має такі характеристики:
Переваги: його можна встановити довільно для забезпечення рівномірної товщини плівки. Зовнішнє магнітне поле покращує дуговий розряд; розриває дугу; збільшує швидкість обертання; очищає частинки плівки; і прискорює заряджені частинки. Висока швидкість іонізації металу сприяє рівномірності та адгезії плівки, що робить цей процес оптимальним для іонного покриття. Одна дуга служить багатьом цілям: вона діє як джерело випаровування, джерело очищення перед-бомбардуванням і джерело іонізації.
Недоліки: при високій потужності легко утворюються великі частинки металу, що впливає на якість покриття; і нестабільність дугового розряду виникає на деяких матеріалах мішені.
Методи зменшення утворення крапель включають: зменшення щільності потужності розряду, збільшення швидкості плям дуги, посилення заходів охолодження катода та використання магнітної фільтрації.
