不久前有朋友問我,,采用弧轟擊和采用氬離子清洗有什么區(qū)別?我當(dāng)時只告訴他,,一個是金屬離子清洗,,一個是氣體離子清洗,能量不一樣,,原理也不一樣,,今天就簡單介紹一下多弧的知識。 多弧離子鍍是采用電弧放電的方法,,在固體的陰極靶材上直接蒸發(fā)金屬,,蒸發(fā)物是從陰極弧光放電放出的陰極物質(zhì)的離子,這種裝置不需要熔池,,被蒸發(fā)的靶材接陰極,,真空室為陽極,當(dāng)觸發(fā)電極與陰極靶突然瞬間接觸時,,就會引起電弧,,在陰極表面產(chǎn)生強(qiáng)烈發(fā)光的陰極弧光斑點,斑點直徑在100μm以下,,斑點內(nèi)的電流密度可達(dá)103~107A/cm2于是在這一區(qū)域內(nèi)的材料就瞬時蒸發(fā)并電離,。陰極弧光斑點在陰極表面上,以每秒幾十米的速度做無規(guī)則運動,,外加磁場用來控制輝點的運動軌跡和速度,,為了維持真空電弧,一般要求電壓為–20到–40 V,。多弧離子鍍的原理是基于冷陰極真空弧光放電理論,,該理論認(rèn)為,放電過程的電量遷移是借助于場電子發(fā)射和正離子電流這兩種機(jī)制同時存在且相互制約而實現(xiàn)的,。在放電過程中,,陰極材料大量蒸發(fā),這些蒸汽分子產(chǎn)生的正離子,在陰極表面附近很短的距離內(nèi)產(chǎn)生極強(qiáng)的電場,,在這樣強(qiáng)的電場作用下,,電子以產(chǎn)生以場電子發(fā)射而溢出到真空中,而正離子可占總的電弧電流的10%左右,,被吸到陰極表面的金屬離子形成空間電荷層,,由此產(chǎn)生強(qiáng)電場,使陰極表面上功函數(shù)小的點(晶界或裂痕)開始發(fā)射電子,。個別發(fā)射電子密度高的點,,電流密度高。焦耳熱使溫度上升又產(chǎn)生熱電子,,進(jìn)一步增加發(fā)射電子,。這個正反饋作用使電流局部集中。由于電流局部集中產(chǎn)生的焦耳熱使陰極材料表面局部爆發(fā)性地等離子化,,發(fā)射電子和離子,,并留下放電痕。同時也放出熔融的陰極材料粒子,。發(fā)射的離子中的一部分被吸回陰極表面,,形成空間電荷層,產(chǎn)生強(qiáng)電場,,又使新的功函數(shù)小的點開始發(fā)射電子,。 多弧離子鍍技術(shù)具有以下特點: 優(yōu)點:可以任意安裝使薄膜均勻。外加磁場可以改善電弧放電,;使電弧細(xì)碎,;旋轉(zhuǎn)速度加快,;細(xì)化膜層微粒,;對帶電粒子產(chǎn)生加速作用。金屬離化率高,,有利于薄膜的均勻性和提高附著力,,是實現(xiàn)離子鍍膜的最佳工藝。一弧多用,,既是蒸發(fā)源,,又是預(yù)轟擊凈化源和離化源。 缺點:在高的功率下,,容易產(chǎn)生金屬大顆粒,,從而影響鍍層質(zhì)量,部分靶材弧光放電不穩(wěn)定等,。 |
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