中空陰極イオンコーティングのプロセス

中空陰極イオンコーティングのプロセスは以下のとおりです。

1. 崩壊した場所にチンインゴットを置く。

2．ワークピースの取り付け。

3．5×10⁻³Paまで排気した後、銀管からアルゴンガスをコーティングチャンバーに導入し、真空度を約100Paにする。

4．バイアス電源をオンにします。

5．アーク電源をオンにして中空陰極放電を開始した後、ボタン管内でグロー放電が発生し、放電電圧は800～1000V、アーク発生電流は30～50Aです。グロー放電の中空陰極効果により、グロー放電電流密度が高くなり、銀管内の高密度のラットイオンがボタン管の壁に衝突し、管壁が急速に加熱されて電子の流れが放出され、放電モードがグロー放電からアーク放電に急激に変化し、電圧は40～70V、電流は80～300Aになります。銀管の温度は2300Kを超え、白熱し、管から高密度のアーク電子の流れが放出され、陽極に発射されます。

6．真空レベルの調整。中空陰極銃からのグロー放電の真空レベルは約100 Paであり、コーティングの真空度は8×10⁻¹～2Paです。したがって、アーク放電の点火後、できるだけ早く流入するアルゴンガスを減らし、真空レベルをコーティングに適した範囲に調整します。

7．チタンめっきベース層。陽極で崩壊したチン金属インゴットに電子が流れ、運動エネルギーが熱エネルギーに変換され、加熱によりチン金属が蒸発し、蒸気原子がワークピースに到達してチタン膜を形成します。

8．TiNの成膜。コーティング室に窒素ガスを供給し、窒素ガスと蒸発した原子を窒素イオンとチタンイオンにイオン化します。るつぼの上部では、チタン蒸気原子と低エネルギー電子の高密度ストリームとの非弾性衝突の確率が高く、金属解離率は20%～40%にも達します。チタンイオンは反応ガスである窒素と化学反応を起こしやすく、窒化物マントル膜層を成膜します。中空陰極銃は蒸発源であると同時にイオン化源でもあります。コーティング中は、るつぼ周辺の電磁コイルの電流も調整し、電子ビームを崩壊の中心に集束させ、電子流の電力密度を高めます。

9．電源オフ。膜厚が所定の膜厚に達したら、アーク電源、バイアス電源、エア電源をオフにします。