Der Prozess der Hohlkathoden-Ionenbeschichtung läuft wie folgt ab:
1. Legen Sie Chin-Barren in den Einsturz.
2. Montage des Werkstücks.
3. Nach dem Evakuieren auf 5 × 10-3 Pa wird Argongas aus der Silberröhre in die Beschichtungskammer eingeleitet und das Vakuumniveau beträgt etwa 100 Pa.
4. Schalten Sie die Vorspannungsversorgung ein.
5. Nach dem Einschalten der Lichtbogenleistung wird die Hohlkathodenentladung gezündet. Die Glimmentladung wird in der Knopfröhre erzeugt. Die Entladungsspannung beträgt 800 bis 1000 V, der Lichtbogenstrom beträgt 30 bis 50 A. Aufgrund des Hohlkathodeneffekts der Glimmentladung beträgt die hohe Glimmentladungsstromdichte. Die hohe Dichte an Rationionen in der Silberröhre bombardiert die Wand der Gegenröhre und erwärmt die Röhrenwand schnell, sodass ein Elektronenfluss emittiert wird. Der Entladungsmodus ändert sich plötzlich von der Glimmentladung zur Lichtbogenentladung. Die Spannung beträgt 40 bis 70 V, der Strom 80 bis 300 A. Die Temperatur der Silberröhre erreicht über 2300 K. Sie glüht und emittiert einen hochdichten Strom von Lichtbogenelektronen aus der Röhre und wird zur Anode geschossen.
6. Anpassung des Vakuumniveaus. Das Vakuumniveau für die Glimmentladung einer Hohlkathodenkanone beträgt etwa 100 Pa, und der Vakuumgrad der Beschichtung beträgt 8 × 10-1~2 Pa. Reduzieren Sie daher nach der Zündung der Lichtbogenentladung so schnell wie möglich das einströmende Argongas und passen Sie das Vakuumniveau auf einen für die Beschichtung geeigneten Bereich an.
7. Titanbeschichtete Grundschicht. Elektronenfluss auf den anodisch kollabierten Chin-Metallbarren, Umwandlung von kinetischer Energie in Wärmeenergie, Verdampfung des Chin-Metalls durch Erhitzen, Dampfatome erreichen das Werkstück und bilden einen Titanfilm.
8. Abscheidung von TiN. Stickstoffgas wird der Beschichtungskammer zugeführt. Stickstoffgas und verdampfte Atome werden zu Stickstoff- und Titanionen ionisiert. Über dem Tiegel besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit für unelastische Kollisionen von Titandampfatomen mit dichten Strömen niederenergetischer Elektronen. Die Metalldissoziationsrate liegt bei 20–40 %. Titanionen reagieren eher chemisch mit dem Reaktionsgas Stickstoff. Bei der Abscheidung entsteht eine Nitridmantelfilmschicht. Die Hohlkathodenkanone ist sowohl eine Verdampfungsquelle als auch eine Ionisierungsquelle. Während der Beschichtung muss der Strom der elektromagnetischen Spule um den Tiegel angepasst werden. Der Elektronenstrahl muss auf das Zentrum des Kollapses fokussiert werden. Dadurch wird die Leistungsdichte des Elektronenflusses erhöht.
9. Ausschalten. Nachdem die Filmdicke die vorgegebene Filmdicke erreicht hat, schalten Sie die Lichtbogenstromversorgung, die Vorspannungsstromversorgung und die Luftzufuhr aus.
Beitragszeit: 08.07.2023