खोखले कैथोड आयन कोटिंग की प्रक्रिया

खोखले कैथोड आयन कोटिंग की प्रक्रिया इस प्रकार है:

1. ढहने में चिन सिल्लियां डालें।

2. वर्कपीस को माउंट करना।

3. 5×10-3Pa तक निर्वात करने के बाद, सिल्वर ट्यूब से कोटिंग चैम्बर में आर्गन गैस डाली जाती है, और निर्वात स्तर लगभग 100Pa होता है।

4. बायस पावर चालू करें।

5. खोखले कैथोड डिस्चार्ज को प्रज्वलित करने के लिए आर्क पावर चालू करने के बाद, बटन ट्यूब में ग्लो डिस्चार्ज उत्पन्न होता है। डिस्चार्ज वोल्टेज 800~1000V होता है और आर्क उत्पन्न करने वाली धारा 30~50A होती है। ग्लो डिस्चार्ज के खोखले कैथोड प्रभाव के कारण, उच्च ग्लो डिस्चार्ज धारा घनत्व होता है। सिल्वर ट्यूब में उच्च घनत्व वाले रैट आयन वेंटेज ट्यूब की दीवार पर बमबारी करते हैं, जिससे ट्यूब की दीवार तेजी से गर्म होकर इलेक्ट्रॉन प्रवाह उत्पन्न करती है। डिस्चार्ज मोड ग्लो डिस्चार्ज से अचानक आर्क डिस्चार्ज में बदल जाता है। वोल्टेज 40~70V और धारा 80~300A होती है। सिल्वर ट्यूब का तापमान 2300K से ऊपर पहुँच जाता है और यह प्रज्वलित होकर ट्यूब से आर्क इलेक्ट्रॉनों की एक उच्च घनत्व वाली धारा उत्सर्जित करती है और एनोड की ओर बढ़ती है।

6. निर्वात स्तर का समायोजन। खोखले कैथोड गन से निकलने वाले ग्लो डिस्चार्ज के लिए निर्वात स्तर लगभग 100 Pa होता है, और कोटिंग के लिए निर्वात स्तर 8×10⁻¹~2 Pa होता है। इसलिए, चाप डिस्चार्ज के प्रज्वलन के बाद, आने वाली आर्गन गैस को यथाशीघ्र कम करें, और निर्वात स्तर को कोटिंग के लिए उपयुक्त सीमा में समायोजित करें।

7. टाइटेनियम प्लेटेड बेस लेयर। एनोडिक रूप से ढह चुके चिन धातु पिंड पर इलेक्ट्रॉन प्रवाह, गतिज ऊर्जा का तापीय ऊर्जा में रूपांतरण, गर्म करने से चिन धातु का वाष्पीकरण, वाष्प परमाणु वर्कपीस तक पहुँचकर टाइटेनियम फिल्म बनाते हैं।

8. TiN का निक्षेपण। कोटिंग कक्ष में नाइट्रोजन गैस की आपूर्ति की जाती है। नाइट्रोजन गैस और वाष्पीकृत परमाणु नाइट्रोजन और टाइटेनियम आयनों में आयनित हो जाते हैं। क्रूसिबल के ऊपर, टाइटेनियम वाष्प परमाणुओं की कम ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉनों की सघन धाराओं के साथ अप्रत्यास्थ टक्करों की उच्च संभावना होती है, जिससे धातु वियोजन दर 20% से 40% तक हो जाती है। टाइटेनियम आयनों की प्रतिक्रिया गैस नाइट्रोजन के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करने की अधिक संभावना होती है, जिससे नाइट्राइड की एक परत प्राप्त होती है। खोखली कैथोड गन वाष्पीकरण और आयनीकरण दोनों का स्रोत है। कोटिंग के दौरान, क्रूसिबल के चारों ओर विद्युत चुम्बकीय कुंडली की धारा को भी समायोजित किया जाना चाहिए, जिससे इलेक्ट्रॉन किरणक को केंद्र की ओर केंद्रित किया जा सके। इस प्रकार, इलेक्ट्रॉन प्रवाह की शक्ति घनत्व बढ़ जाती है।

9. बिजली बंद करें। फिल्म की मोटाई पूर्व निर्धारित फिल्म मोटाई तक पहुँचने के बाद, आर्क पावर सप्लाई, बायस पावर सप्लाई और एयर सप्लाई बंद कर दें।