Bežnéviac-oblúkové zariadenia na vákuové pokovovanie iónmipoužíva buď bombardovanie oblúkom alebo čistenie argónovými iónmi. Aké sú konkrétne rozdiely medzi nimi?
Jedným je čistenie kovovými iónmi a druhým je čistenie plynovými iónmi; úrovne energie sú rôzne a princípy sú tiež odlišné. Dnes vám Puyuan Vacuum poskytne podrobný úvod:
Viac{0}}oblúkové iónové pokovovanie využíva metódu elektrického oblúkového výboja na priame odparovanie kovu na pevný katódový terč. Odparený materiál pozostáva z iónov z katódového materiálu emitovaných počas katódového oblúkového výboja. Toto zariadenie nevyžaduje roztavený bazén; terč, ktorý sa má odparovať, je pripojený ku katóde a vákuová komora funguje ako anóda. Keď sa spúšťacia elektróda náhle a okamžite dotkne katódového terča, indukuje sa oblúk, ktorý generuje jasne svietiaci bod katódového oblúka na povrchu katódy. Priemer bodu je menší ako 100 µm a hustota prúdu v bode môže dosiahnuť 10³~10⁷A/cm². Materiál v tejto oblasti sa potom okamžite odparí a ionizuje. Bod katódového oblúka sa náhodne pohybuje po povrchu katódy rýchlosťou desiatok metrov za sekundu. Vonkajšie magnetické pole sa používa na riadenie trajektórie a rýchlosti škvrny. Na udržanie vákuového oblúka je všeobecne potrebné napätie -20 až -40 V.
Princíp viac{0}}oblúkového iónového pokovovania je založený na teórii vákuového oblúkového výboja so studenou katódou, ktorá predpokladá, že prenos náboja počas procesu vybíjania sa dosahuje súčasnou existenciou a vzájomným obmedzením dvoch mechanizmov: emisie elektrónov v poli a kladného iónového prúdu. Počas procesu vybíjania sa odparí veľké množstvo katódového materiálu. Kladné ióny generované týmito molekulami pary vytvárajú extrémne silné elektrické pole v krátkej vzdialenosti blízko povrchu katódy. Pod vplyvom tohto silného elektrického poľa sú elektróny emitované do vákua ako elektróny poľa. Kladné ióny môžu predstavovať asi 10 % celkového prúdu oblúka. Kovové ióny priťahované k povrchu katódy vytvárajú vrstvu priestorového náboja, ktorá zase generuje silné elektrické pole, čo spôsobuje, že body na povrchu katódy s nízkou pracovnou funkciou (hranice zŕn alebo praskliny) začnú vyžarovať elektróny. Jednotlivé body s vysokou hustotou emisie elektrónov majú vysokú prúdovú hustotu. Jouleové zahrievanie zvyšuje teplotu, generuje termionické elektróny a ďalej zvyšuje emisiu elektrónov. Tento pozitívny spätnoväzbový efekt spôsobuje lokalizovanú koncentráciu prúdu.
Jouleov ohrev generovaný touto lokalizovanou koncentráciou prúdu spôsobuje lokalizovanú výbušnú tvorbu plazmy na povrchu katódového materiálu, emituje elektróny a ióny a zanecháva stopy po výboji. Uvoľňujú sa aj častice roztaveného materiálu katódy. Niektoré z emitovaných iónov sú priťahované späť k povrchu katódy, čím sa vytvorí vrstva priestorového náboja, čím sa vytvorí silné elektrické pole, ktoré následne spôsobí, že nové body s nízkou pracovnou funkciou začnú vyžarovať elektróny.
Technológia zariadenia na vákuové nanášanie pomocou iónového pokovovania s viacerými oblúkmi má nasledujúce vlastnosti:
Výhody: Môže byť inštalovaný ľubovoľne, aby sa zabezpečila rovnomerná hrúbka filmu. Vonkajšie magnetické pole zlepšuje oblúkový výboj; rozbije oblúk; zvyšuje rýchlosť otáčania; zjemňuje častice filmu; a urýchľuje nabité častice. Vysoká miera ionizácie kovu je prospešná pre rovnomernosť a priľnavosť filmu, čo z neho robí optimálny proces pre iónové pokovovanie. Jediný oblúk slúži viacerým účelom: funguje ako zdroj vyparovania, zdroj čistenia pred-bombardovaním a zdroj ionizácie.
Nevýhody: Pri vysokom výkone sa ľahko vytvárajú veľké kovové častice, ktoré ovplyvňujú kvalitu povlaku; a na niektorých cieľových materiáloch dochádza k nestabilite oblúkového výboja.
Metódy na zníženie tvorby kvapiek zahŕňajú: zníženie hustoty výbojového výkonu, zvýšenie rýchlosti oblúkového bodu, posilnenie opatrení chladenia katódy a využitie magnetickej filtrácie.
