Bieživairāku -loka jonu pārklāšanas vakuuma pārklājumu aprīkojumsizmanto vai nu loka bombardēšanu, vai argona jonu tīrīšanu. Kādas ir īpašas atšķirības starp abiem?
Viens ir metāla jonu tīrīšana, bet otrs ir gāzes jonu tīrīšana; enerģijas līmeņi ir dažādi, un arī principi ir atšķirīgi. Šodien Puyuan Vacuum sniegs jums detalizētu ievadu:
Daudzloka jonu pārklājumā tiek izmantota elektriskā loka izlādes metode, lai metālu tieši iztvaicētu uz cieta katoda mērķi. Iztvaicētais materiāls sastāv no katoda materiāla joniem, kas izstaro katoda loka izlādes laikā. Šai ierīcei nav nepieciešams izkausēts baseins; iztvaicējamais mērķis ir savienots ar katodu, un vakuuma kamera darbojas kā anods. Kad sprūda elektrods pēkšņi un acumirklī saskaras ar katoda mērķi, tiek inducēts loks, kas uz katoda virsmas rada spilgti mirdzošu katoda loka punktu. Plankuma diametrs ir mazāks par 100 µm, un strāvas blīvums šajā vietā var sasniegt 10³ ~ 10⁷ A/cm². Materiāls šajā reģionā pēc tam uzreiz iztvaiko un jonizējas. Katoda loka vieta nejauši pārvietojas uz katoda virsmas ar ātrumu desmitiem metru sekundē. Ārējais magnētiskais lauks tiek izmantots, lai kontrolētu vietas trajektoriju un ātrumu. Lai uzturētu vakuuma loku, parasti ir nepieciešams spriegums no -20 līdz -40 V.
Daudzloku jonu pārklājuma princips ir balstīts uz aukstā katoda vakuuma loka izlādes teoriju, kas paredz, ka lādiņa pārnese izlādes procesā tiek panākta, vienlaikus pastāvot un savstarpēji ierobežojot divus mehānismus: lauka elektronu emisiju un pozitīvo jonu strāvu. Izlādes procesā iztvaiko liels daudzums katoda materiāla. Šo tvaika molekulu radītie pozitīvie joni rada ārkārtīgi spēcīgu elektrisko lauku nelielā attālumā netālu no katoda virsmas. Šī spēcīgā elektriskā lauka ietekmē elektroni tiek emitēti vakuumā kā lauka elektroni. Pozitīvie joni var veidot aptuveni 10% no kopējās loka strāvas. Metāla joni, kas piesaistīti katoda virsmai, veido telpas lādiņa slāni, kas savukārt rada spēcīgu elektrisko lauku, izraisot katoda virsmas punktus ar zemu darba funkciju (graudu robežas vai plaisas), kas sāk emitēt elektronus. Atsevišķos punktos ar augstu elektronu emisijas blīvumu ir augsts strāvas blīvums. Džoula karsēšana paaugstina temperatūru, radot termioniskos elektronus, vēl vairāk palielinot elektronu emisiju. Šis pozitīvās atgriezeniskās saites efekts izraisa lokālu strāvas koncentrāciju.
Šīs lokalizētās strāvas koncentrācijas radītā džoula sildīšana izraisa lokālu sprādzienbīstamas plazmas veidošanos uz katoda materiāla virsmas, izstaro elektronus un jonus un atstājot izlādes pēdas. Izdalās arī izkausētā katoda materiāla daļiņas. Daļa emitēto jonu tiek piesaistīti atpakaļ katoda virsmai, veidojot telpas lādiņa slāni, radot spēcīgu elektrisko lauku, kas savukārt liek jauniem punktiem ar zemu darba funkciju sākt emitēt elektronus.
Daudzloka jonu pārklājuma vakuuma pārklājuma iekārtu tehnoloģijai ir šādas īpašības:
Priekšrocības: To var uzstādīt patvaļīgi, lai nodrošinātu vienmērīgu plēves biezumu. Ārējais magnētiskais lauks uzlabo loka izlādi; izjauc loku; palielina rotācijas ātrumu; attīra plēves daļiņas; un paātrina uzlādētas daļiņas. Augsts metāla jonizācijas ātrums ir labvēlīgs plēves viendabīgumam un adhēzijai, padarot to par optimālu jonu pārklāšanas procesu. Viens loks kalpo vairākiem mērķiem: tas darbojas kā iztvaikošanas avots, pirms-bombardēšanas attīrīšanas avots un jonizācijas avots.
Trūkumi: pie lielas jaudas viegli rodas lielas metāla daļiņas, kas ietekmē pārklājuma kvalitāti; un loka izlādes nestabilitāte rodas uz dažiem mērķa materiāliem.
Metodes, lai samazinātu pilienu veidošanos, ir šādas: izlādes jaudas blīvuma samazināšana, loka vietas ātruma palielināšana, katoda dzesēšanas pasākumu stiprināšana un magnētiskās filtrācijas izmantošana.
