Честимного{0}}дъгово оборудване за вакуумно покритие с йонно покритиеизползва дъгово бомбардиране или почистване с аргонови йони. Какви са специфичните разлики между двете?
Едното е почистване с метални йони, а другото е почистване с газови йони; енергийните нива са различни и принципите също са различни. Днес Puyuan Vacuum ще ви даде подробно въведение:
Много{0}}дъговото йонно покритие използва метод за електродъгов разряд за директно изпаряване на метал върху твърда катодна цел. Изпареният материал се състои от йони от материала на катода, излъчен по време на катодния разряд. Това устройство не изисква разтопен басейн; мишената, която трябва да се изпари, е свързана с катода, а вакуумната камера действа като анод. Когато задействащият електрод внезапно и мигновено се свърже с катодната мишена, се индуцира дъга, генерирайки ярко светещо катодно дъгово петно върху повърхността на катода. Диаметърът на петното е по-малък от 100µm, а плътността на тока в петното може да достигне 10³~10⁷ A/cm². След това материалът в тази област моментално се изпарява и йонизира. Петното на катодната дъга се движи произволно по повърхността на катода със скорост десетки метри в секунда. Външно магнитно поле се използва за управление на траекторията и скоростта на петното. За поддържане на вакуумната дъга обикновено е необходимо напрежение от -20 до -40 V.
Принципът на много{0}}дъговото йонно покритие се основава на теорията за вакуумно дъговия разряд със студен катод, която постулира, че преносът на заряд по време на процеса на разреждане се постига чрез едновременното съществуване и взаимното ограничение на два механизма: полева емисия на електрони и положителен йонен ток. По време на процеса на разреждане голямо количество катоден материал се изпарява. Положителните йони, генерирани от тези молекули на пара, създават изключително силно електрическо поле на кратко разстояние близо до повърхността на катода. Под въздействието на това силно електрическо поле, електроните се излъчват във вакуума като електрони на полето. Положителните йони могат да представляват около 10% от общия ток на дъгата. Металните йони, привлечени от повърхността на катода, образуват слой с пространствен заряд, който от своя страна генерира силно електрическо поле, карайки точки на повърхността на катода с ниска работна функция (граници на зърна или пукнатини) да започнат да излъчват електрони. Индивидуалните точки с висока плътност на емисиите на електрони имат висока плътност на тока. Джауловото нагряване повишава температурата, генерирайки термоелектрони, което допълнително увеличава електронното излъчване. Този ефект на положителна обратна връзка причинява локализирана концентрация на ток.
Нагряването на Джаул, генерирано от тази локализирана концентрация на ток, причинява образуване на локализирана експлозивна плазма върху повърхността на катодния материал, излъчвайки електрони и йони и оставяйки следи от разряд. Отделят се и частици от разтопен катоден материал. Някои от излъчените йони се привличат обратно към повърхността на катода, образувайки слой с пространствен заряд, генерирайки силно електрическо поле, което на свой ред кара нови точки с ниска работна функция да започнат да излъчват електрони.
Технологията на оборудването за вакуумно покритие с много{0}}дъгово йонно покритие има следните характеристики:
Предимства: Може да се инсталира произволно, за да се осигури еднаква дебелина на филма. Външно магнитно поле подобрява дъговия разряд; прекъсва дъгата; увеличава скоростта на въртене; рафинира филмовите частици; и ускорява заредените частици. Високата скорост на йонизация на метала е от полза за еднородността и адхезията на филма, което го прави оптимален процес за йонно покритие. Една единствена дъга служи за множество цели: тя действа като източник на изпарение, източник на пречистване преди-бомбардировката и източник на йонизация.
Недостатъци: При висока мощност лесно се генерират големи метални частици, които влияят на качеството на покритието; и възниква нестабилност на дъговия разряд при някои целеви материали.
Методите за намаляване на генерирането на капчици включват: намаляване на плътността на мощността на разреждане, увеличаване на скоростта на петното на дъгата, укрепване на мерките за охлаждане на катода и използване на магнитна филтрация.
