Chungthiết bị phủ chân không mạ ion đa hồ quangsử dụng bắn phá hồ quang hoặc làm sạch ion argon. Sự khác biệt cụ thể giữa hai là gì?
Một là làm sạch ion kim loại, hai là làm sạch ion khí; mức năng lượng là khác nhau, và các nguyên tắc cũng khác nhau. Hôm nay Puyuan Vacuum sẽ giới thiệu chi tiết tới các bạn:
Lớp mạ ion đa{0}}hồ quang sử dụng phương pháp phóng điện hồ quang để làm bay hơi trực tiếp kim loại lên mục tiêu cực âm rắn. Vật liệu bay hơi bao gồm các ion từ vật liệu cực âm phát ra trong quá trình phóng điện hồ quang cực âm. Thiết bị này không cần bể nóng chảy; mục tiêu bay hơi được nối với cực âm và buồng chân không đóng vai trò là cực dương. Khi điện cực kích hoạt tiếp xúc đột ngột và ngay lập tức với mục tiêu cực âm, một hồ quang sẽ được tạo ra, tạo ra một điểm hồ quang cực âm phát sáng rực rỡ trên bề mặt cực âm. Đường kính điểm nhỏ hơn 100µm và mật độ dòng điện trong điểm có thể đạt 10³~10⁷ A/cm². Vật liệu ở vùng này sau đó sẽ bay hơi và ion hóa ngay lập tức. Điểm hồ quang cathode di chuyển ngẫu nhiên trên bề mặt cathode với tốc độ hàng chục mét mỗi giây. Một từ trường bên ngoài được sử dụng để kiểm soát quỹ đạo và tốc độ của điểm. Để duy trì hồ quang chân không, thường cần có điện áp từ -20 đến -40 V.
Nguyên lý mạ ion đa{0}}arc dựa trên lý thuyết phóng điện hồ quang chân không ở cực âm lạnh, lý thuyết này cho rằng sự truyền điện tích trong quá trình phóng điện đạt được thông qua sự tồn tại đồng thời và ràng buộc lẫn nhau của hai cơ chế: phát xạ điện tử trường và dòng ion dương. Trong quá trình phóng điện, một lượng lớn vật liệu catốt bay hơi. Các ion dương do các phân tử hơi này tạo ra sẽ tạo ra một điện trường cực mạnh trong khoảng cách ngắn gần bề mặt cực âm. Dưới tác dụng của điện trường mạnh này, các electron được phát ra trong chân không dưới dạng các electron trường. Các ion dương có thể chiếm khoảng 10% tổng dòng hồ quang. Các ion kim loại bị hút vào bề mặt cực âm tạo thành một lớp điện tích không gian, từ đó tạo ra một điện trường mạnh, khiến các điểm trên bề mặt cực âm có công năng thấp (ranh giới hạt hoặc vết nứt) bắt đầu phát ra electron. Các điểm riêng lẻ có mật độ phát xạ điện tử cao có mật độ dòng điện cao. Gia nhiệt Joule làm tăng nhiệt độ, tạo ra các electron nhiệt điện, làm tăng thêm sự phát xạ electron. Hiệu ứng phản hồi tích cực này gây ra sự tập trung hiện tại cục bộ.
Nhiệt lượng Joule được tạo ra bởi sự tập trung dòng điện cục bộ này gây ra sự hình thành plasma bùng nổ cục bộ trên bề mặt vật liệu catốt, phát ra các electron và ion và để lại vết phóng điện. Các hạt vật liệu catốt nóng chảy cũng được giải phóng. Một số ion phát ra bị hút trở lại bề mặt cực âm, tạo thành lớp điện tích không gian, tạo ra điện trường mạnh, từ đó tạo ra các điểm mới có công năng thấp bắt đầu phát ra electron.
Công nghệ thiết bị phủ chân không mạ ion đa hồ quang có-có các đặc điểm sau:
Ưu điểm: Có thể lắp đặt tùy ý để đảm bảo độ dày màng sơn đồng đều. Từ trường bên ngoài cải thiện khả năng phóng điện hồ quang; phá vỡ vòng cung; tăng tốc độ quay; tinh chế các hạt màng; và gia tốc các hạt tích điện. Tốc độ ion hóa kim loại cao có lợi cho tính đồng nhất và độ bám dính của màng, khiến nó trở thành quy trình tối ưu cho quá trình mạ ion. Một hồ quang duy nhất phục vụ nhiều mục đích: nó hoạt động như một nguồn bay hơi, một nguồn-làm sạch trước khi bắn phá và một nguồn ion hóa.
Nhược điểm: Ở công suất cao dễ tạo ra các hạt kim loại lớn, ảnh hưởng đến chất lượng lớp phủ; và sự mất ổn định phóng điện hồ quang xảy ra trên một số vật liệu mục tiêu.
Các phương pháp để giảm việc tạo ra giọt nước bao gồm: giảm mật độ năng lượng phóng điện, tăng tốc độ điểm hồ quang, tăng cường các biện pháp làm mát cực âm và sử dụng lọc từ tính.
