Společnývíce-obloukové iontové pokovování vakuovým potahovacím zařízenímpoužívá buď bombardování obloukem nebo čištění argonovými ionty. Jaké jsou mezi nimi konkrétní rozdíly?
Jedním je čištění kovovými ionty a druhým čištění plynovými ionty; úrovně energie jsou různé a principy jsou také odlišné. Dnes vám Puyuan Vacuum poskytne podrobný úvod:
Více{0}}obloukové iontové pokovování využívá metodu elektrického obloukového výboje k přímému odpařování kovu na pevný katodový terč. Odpařený materiál se skládá z iontů z katodového materiálu emitovaných během katodového obloukového výboje. Toto zařízení nevyžaduje roztavenou lázeň; terč určený k odpařování je připojen ke katodě a vakuová komora funguje jako anoda. Když se spouštěcí elektroda náhle a okamžitě dotkne katodového terče, indukuje se oblouk, který generuje jasně svítící bod katodového oblouku na povrchu katody. Průměr bodu je menší než 100 µm a proudová hustota v místě může dosáhnout 10³~10⁷A/cm². Materiál v této oblasti se poté okamžitě odpaří a ionizuje. Bod katodového oblouku se náhodně pohybuje po povrchu katody rychlostí desítek metrů za sekundu. Vnější magnetické pole se používá k řízení trajektorie a rychlosti spotu. Pro udržení vakuového oblouku je obecně vyžadováno napětí -20 až -40 V.
Princip více-obloukového iontového pokovování je založen na teorii vakuového obloukového výboje se studenou katodou, která předpokládá, že přenosu náboje během procesu vybíjení je dosaženo současnou existencí a vzájemným omezením dvou mechanismů: emise elektronů pole a proud kladných iontů. Během procesu výboje se odpaří velké množství katodového materiálu. Kladné ionty generované těmito molekulami páry vytvářejí extrémně silné elektrické pole na krátkou vzdálenost blízko povrchu katody. Pod vlivem tohoto silného elektrického pole jsou elektrony emitovány do vakua jako elektrony pole. Kladné ionty mohou představovat asi 10 % celkového proudu oblouku. Kovové ionty přitahované k povrchu katody tvoří vrstvu prostorového náboje, která zase generuje silné elektrické pole, což způsobuje, že body na povrchu katody s nízkou pracovní funkcí (hranice zrn nebo praskliny) začnou emitovat elektrony. Jednotlivé body s vysokou hustotou emise elektronů mají vysokou proudovou hustotu. Jouleův ohřev zvyšuje teplotu, generuje termionické elektrony a dále zvyšuje emisi elektronů. Tento pozitivní zpětnovazební efekt způsobuje lokalizovanou koncentraci proudu.
Jouleův ohřev generovaný touto lokalizovanou koncentrací proudu způsobuje lokalizovanou výbušnou tvorbu plazmatu na povrchu katodového materiálu, emitující elektrony a ionty a zanechávající výbojové stopy. Uvolňují se také částice roztaveného materiálu katody. Některé z emitovaných iontů jsou přitahovány zpět k povrchu katody a vytvářejí vrstvu vesmírného náboje, generující silné elektrické pole, které zase způsobí, že nové body s nízkou pracovní funkcí začnou emitovat elektrony.
Technologie vakuového nanášení na iontové pokovování s více oblouky má následující vlastnosti:
Výhody: Lze jej libovolně instalovat, aby byla zajištěna rovnoměrná tloušťka fólie. Vnější magnetické pole zlepšuje obloukový výboj; rozbije oblouk; zvyšuje rychlost otáčení; zjemňuje částice filmu; a urychluje nabité částice. Vysoká rychlost ionizace kovu je prospěšná pro stejnoměrnost filmu a přilnavost, což z něj činí optimální proces pro iontové pokovování. Jediný oblouk slouží více účelům: funguje jako zdroj odpařování, zdroj čištění před-bombardováním a zdroj ionizace.
Nevýhody: Při vysokém výkonu snadno vznikají velké kovové částice, které ovlivňují kvalitu povlaku; a na některých materiálech terče dochází k nestabilitě obloukového výboje.
Metody pro snížení tvorby kapiček zahrnují: snížení hustoty výbojového výkonu, zvýšení rychlosti obloukového bodu, posílení opatření chlazení katody a použití magnetické filtrace.
