عملية طلاء الكاثود المجوف بالأيونات

تتم عملية طلاء الكاثود المجوف بالأيونات على النحو التالي:

1- ضع سبائك تشين في الانهيار.

2- تركيب قطعة العمل.

3- بعد الإخلاء إلى 5×10-3 باسكال، يتم إدخال غاز الأرجون إلى حجرة الطلاء من الأنبوب الفضي، ويكون مستوى الفراغ حوالي 100 باسكال.

4- قم بتشغيل طاقة الانحياز.

٥- بعد تشغيل طاقة القوس لإشعال تفريغ الكاثود المجوف، يتولد تفريغ متوهج في أنبوب الزر، بجهد تفريغ يتراوح بين ٨٠٠ و١٠٠٠ فولت، وتيار تصاعد القوس يتراوح بين ٣٠ و٥٠ أمبير. وبسبب تأثير الكاثود المجوف لتفريغ التوهج، تكون كثافة تيار تفريغ التوهج عالية، حيث تقصف الكثافة العالية لأيونات الفضة في أنبوب الزر جدار أنبوب الزر، مما يؤدي إلى تسخين جدار الأنبوب بسرعة وانبعاث تدفق إلكتروني، ويتحول نمط التفريغ فجأة من تفريغ التوهج إلى تفريغ القوس، بجهد يتراوح بين ٤٠ و٧٠ فولت، وتيار يتراوح بين ٨٠ و٣٠٠ أمبير. تصل درجة حرارة أنبوب الفضة إلى أكثر من ٢٣٠٠ كلفن، متوهجًا، وينبعث منه تيار عالي الكثافة من إلكترونات القوس، ويتجه نحو المصعد.

٦- ضبط مستوى الفراغ. يبلغ مستوى الفراغ اللازم لتفريغ التوهج من مسدس الكاثود المجوف حوالي ١٠٠ باسكال، بينما تتراوح درجة الفراغ اللازمة للطلاء بين ٨ × ١٠⁻¹ و ٢ باسكال. لذلك، بعد بدء تفريغ القوس الكهربائي، يجب تقليل كمية غاز الأرجون الداخل بأسرع وقت ممكن، وضبط مستوى الفراغ إلى نطاق مناسب للطلاء.

7- طبقة أساسية مطلية بالتيتانيوم. تدفق الإلكترونات على سبيكة معدن تشين المنهارة أنودياً، تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية، تبخر معدن تشين عن طريق التسخين، تصل ذرات البخار إلى قطعة العمل لتشكيل طبقة من التيتانيوم.

٨- ترسيب نتريد التيتانيوم (TiN): يُضخ غاز النيتروجين إلى حجرة الطلاء، حيث يتأين غاز النيتروجين والذرات المتبخرة إلى أيونات النيتروجين والتيتانيوم. فوق البوتقة، تزداد احتمالية التصادمات غير المرنة لذرات بخار التيتانيوم مع تيارات كثيفة من الإلكترونات منخفضة الطاقة، مما يؤدي إلى ارتفاع معدل تفكك المعدن إلى ٢٠-٤٠٪. تزداد احتمالية تفاعل أيونات التيتانيوم كيميائيًا مع غاز النيتروجين، مما يؤدي إلى ترسيب طبقة رقيقة من نتريد التيتانيوم. يعمل مدفع الكاثود المجوف كمصدر للتبخير والتأين. أثناء عملية الطلاء، يجب ضبط تيار الملف الكهرومغناطيسي المحيط بالبوتقة لتركيز شعاع الإلكترونات في مركز الانهيار، وبالتالي زيادة كثافة طاقة تدفق الإلكترونات.

9- إيقاف التشغيل. بعد أن يصل سمك الفيلم إلى سمك الفيلم المحدد مسبقًا، قم بإيقاف تشغيل مصدر طاقة القوس الكهربائي ومصدر طاقة التحيز ومصدر الهواء.