Pro zapálení obloukové lampy s dutou katodou jsou nutné následující podmínky:
- Na stěně povlakovací komory je instalována dutá katodová tryska vyrobená z tantalové trubice, která může být použita k emitování proudu horkých elektronů. Vnitřní průměr ploché trubice je φ 6 ~ φ 15 mm a tloušťka stěny 0,8-2 mm.
- Napájecí zdroj se skládá ze zdroje pro zapálení oblouku a zdroje pro udržování oblouku, zapojených paralelně. Napětí zdroje pro zapálení oblouku je 800–1000 V a proud pro zapálení oblouku je 30–50 A; napětí oblouku je 40–70 V a proud oblouku je 80–300 A.
Proces obloukového výboje s dutou katodou sleduje proces převodu z abnormálního doutnavého výboje na obloukový výboj v rámci „voltampérové charakteristiky“. Nejprve je zapotřebí zdroj napájení, který poskytne počáteční napětí 800 V pro generování doutnavého výboje v tantalové trubici. Ionty argonu s vysokou hustotou uvnitř tantalové trubice bombardují trubici a zahřívají ji na teplotu, při které jsou emitovány horké elektrony, což vede k velkému toku plazmových elektronů a náhlému zvýšení proudu oblouku s dutou katodou. Poté je zapotřebí také zdroj napájení s vysokým proudem pro udržení obloukového výboje. Proces převodu z doutnavého výboje na obloukový výboj je automatický, proto je nutné nakonfigurovat zdroj napájení, který dokáže vydávat jak vysoké napětí, tak vysoký proud.
Pokud jsou tyto dva požadavky soustředěny na jeden zdroj napájení, musí být sekundární výstupní konec výkonového transformátoru navinut velmi silnými dráty s mnoha závity, aby se dosáhlo vysokého napětí a vysokého proudu, což bude zdroj energie s velkým objemem. Po letech zdokonalování je možné paralelně zapojit malý zdroj napájení pro spouštění oblouku s udržovacím zdrojem napájení pro oblouky. Zdroj napájení pro spouštění oblouku používá tenké dráty k navinutí více závitů, které mohou vydávat vysoké napětí 800 V pro zapálení tantalových trubic a generování doutnavého výboje; zdroj napájení pro oblouky může vydávat desítky voltů a stovky ampérů proudu navíjením silného drátu s menším počtem závitů, aby se udržela stabilita obloukového výboje s dutou katodou. Díky paralelnímu zapojení dvou zdrojů napájení na tantalových trubicích se během procesu převodu z abnormálního doutnavého výboje na obloukový výboj oba zdroje napájení automaticky propojí a přepnou z vysokého napětí a nízkého proudu na nízké napětí a vysoký proud.
- Rychle upravte úroveň vakua. Úroveň vakua pro doutnavý výboj v tantalových trubicích je kolem 100 Pa a nanesená struktura filmu je za tak nízkého vakua nevyhnutelně hrubá. Proto je po zapálení obloukového výboje nutné okamžitě snížit množství proudu vzduchu a rychle upravit úroveň vakua na 8×10⁻¹~2 Pa, aby se dosáhlo jemné počáteční struktury filmu.
- Otočný stůl s obrobkem je instalován kolem povlakovací komory, přičemž obrobek je připojen k zápornému pólu zdroje předpětí a vakuová komora ke kladnému pólu. Vzhledem k vysoké proudové hustotě dutého katodového oblouku nemusí předpětí iontově povlakovaného obrobku dosáhnout 1000 V, obvykle 50–200 V.
5. Kolem kolapsu Gan umístěte zaostřovací elektromagnetickou cívku a elektromagnetické pole generované přivedením proudu do cívky může zaostřit elektronový paprsek do středu kovového ingotu, čímž se zvýší hustota výkonu elektronového toku.
Čas zveřejnění: 20. července 2023