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真空镀膜:真空电弧离子镀原理

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-12-03 0:01:57 * 浏览: 0
真空电弧离子镀是由美国Multi-Arc公司和Vac-Tec公司共同开发的。 1981年达到工业实用阶段。ha弧离子镀的原理是基于冷阴极真空电弧放电原理。根据该理论,通过场电子发射和阳离子电流这两种机理的共存和相互制约,实现了放电过程中的电量迁移。在放电过程中,阴极材料大量蒸发。这些蒸气分子产生的正离子会在阴极表面附近的短距离内产生非常强的电场。在如此强的电场下,电子产生“电子”,场电子发射,并抽成真空,发射电流密度Jc表示为,离开它的电流约占总电弧电流的10%,但存在在理论计算上仍然存在一些困难,并且无法正确建立和解决阴极问题。电弧辉光点内的质量,能量和电的平衡。 arc电弧法涉及从阴极电弧的辉光点发射的阴极材料的离子。阴极电弧辉光点是在很小的空间内高电流密度和高速度变化的现象,其机理尚不完全清楚。按J. E. Daolder的解释可以更好地使用图10-23来说明这种现象。 ①吸引到阴极表面的金属离子形成空间电荷层。这会产生强电场,导致阴极表面上功函数小的点(晶界或微裂纹)开始发射电子。 ②发射电子密度高的各个点产生高密度电流,该电流产生的焦耳热使该点的温度升高并进一步发射热电子。这种反馈效应会局部集中电流。 ③由于电流的局部集中会产生焦耳热,因此正极材料会局部产生爆炸性等离子体,从而释放出电子和离子,然后留下放电痕迹。同时,熔融的阴极材料颗粒被释放。 ④一部分发射离子被吸回阴极表面,再次形成空间电荷层,产生强电场,使新的功函数点开始发射电子。重复该过程,电弧辉光点在阴极表面剧烈而不规则地移动。在电弧辉光点之后,在阴极表面上留下了分散的放电痕迹。研究结果表明,阴极亮点的数量通常与电流成比例地增加,因此每个亮点处的电流可以认为是恒定的,并随阴极材料的不同而变化,请参见表10-13。上述阴极辉光点极小,并且相关数据确定为1μm至100μm。因此,亮点处的电流密度值可以达到105A / cmsup2,〜107A / cmsup2。这些亮点就像小的发射点,每个点的持续时间非常短,大​​约为几十到几十微秒。在此瞬间之后,电流被分配到阴极表面上的其他亮点,并且建立了足够的发射条件以使亮点附近的大量阴极材料蒸发,从而实现了成膜的目的。