电弧蒸发源和多弧离子镀概述

多弧离子镀技术的核心是电弧蒸发源。该新型蒸发源是冷阴极电弧放电自蒸发自电离固体蒸发源。与其他传统离子镀蒸发源相比，它具有以下显着特征：1高沉积速率，TiN可达100nm / s〜1000nm / s，2高电离速率，通常为60％〜80％：3高离子能量：4工作真空范围宽，5个固体蒸发源，目标表面的形状，大小和位置可变，6个膜层致密性高，强度和耐久性好。该蒸发源可用于金属材料，合金材料或抗离子镀的气相沉积。它可以涂有TiN和TiC等超硬膜，Al，Ag，Cu，Cr和Y等耐高温和低温腐蚀的膜，不锈钢，黄铜和镍铬合金等装饰性保护膜以及特殊的硬膜。电影如WC钻石。在化学，冶金，轻工，电子，采矿地质，国防等领域都有广泛的用途。 z *的当前应用是工具氮化钛超硬涂层。电弧蒸发源的工作机理是冷阴极自持电弧放电，其物理基础是场发射。电弧蒸发源的典型结构示意图如图10-24所示。待镀材料连接到阴极，真空室连接到阳极，真空室被抽至更高的真空。当电极启动器的触点打开时，在阴极和阳极之间会形成稳定的电弧放电，并且阴极表面会覆盖有飞散的阴极。斑点和阴极斑点的直径约为1mu，m〜2mu，m，火焰的斑点直径约为10mu，m，移动速度为每秒几十米，电流密度为105A / cmsup2，〜 107A / cmsup2，电极间电压降至20V〜40V。在阴极热点的正前方是高密度金属等离子体，其中电子迅速向阳极移动，离子在涂层空间中相对固定。阴极斑点前面的正离子形成正空间电荷，并且在阴极的近表面上形成高强度电场105V。 / cmmdash，106V / cm，克服了阴极中的势垒，产生了强大的电子发射来维持放电，并且一些离子轰击阴极，导致阴极斑点继续快速蒸发并迅速在空间中电离，这使阴极斑点成为微点蒸发的来源。这些微蒸发源在磁场和屏蔽绝缘的作用下结合到阴极靶的前表面，并且不规则地移动以形成大面积均匀的蒸发源。电弧点的大小由电流调节控制，电弧点的运动由磁场，屏蔽层，阴极材料和表面形状决定。以几个电弧蒸发源为核的离子镀装置称为多弧离子镀或电弧镀或电弧镀。原理图如图10-25所示。它具有以下优点：1优异的薄膜性能。完全电离的金属等离子体加热工件轰击，轰击，清洁，沉积涂层，并使用一个电弧和三个电弧。膜层牢固结合，结构紧凑。 2离子镀工艺具有广泛的范围。离子镀和反应镀可以在较低的温度（200°C）或较高的真空下进行。 3涂装空间大。固体蒸发源放置灵活，工件装卸简单，无需添加加热器。 4，设备简单，工作周期短，生产效率高，适合工业批量生产。