သံလိုက် filtration နည်းပညာ

သံလိုက်ဓာတ်ထုတ်စက်၏ အခြေခံသီအိုရီ
ပလာစမာအလင်းတန်းရှိ ကြီးမားသောအမှုန်များအတွက် သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏ စစ်ထုတ်မှုယန္တရားမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်။
ပလာစမာနှင့် ကြီးမားသောအမှုန်အမွှားများနှင့် အားသွင်းမှု-ဒြပ်ထုအချိုးအကြား ခြားနားချက်ကို အသုံးပြု၍ အတားအဆီးတစ်ခု (အတားအဆီးတစ်ခု သို့မဟုတ် အကာအရံပြွန်နံရံတစ်ခုဖြစ်စေ) သည် အလွှာနှင့် cathode မျက်နှာပြင်ကြားတွင် နေရာယူထားပြီး၊ cathode နှင့် substrate အကြား မျဉ်းဖြောင့်အတိုင်း ရွေ့လျားနေသော မည်သည့်အမှုန်များကိုမဆို ပိတ်ဆို့စေကာ၊ ၎င်းသည် အိုင်းယွန်းများကို သံလိုက်ဓာတ်ခွဲ၍ သံလိုက်ဓာတ်ဖြင့် ကန့်လန့်ဖြတ်သွားနိုင်သည်။

သံလိုက် filtration device ၏အလုပ်လုပ်ပုံနိယာမ

သံလိုက်စက်ကွင်းထဲမှာ ဖေ<

Pe နှင့် Pi သည် အီလက်ထရွန် နှင့် အိုင်းယွန်းတို့၏ Larmor radii ဖြစ်ပြီး a သည် သံလိုက် filter ၏ အတွင်းအချင်း ဖြစ်သည်။ ပလာစမာရှိ အီလက်ထရွန်များကို Lorentz force မှ သက်ရောက်မှုရှိပြီး သံလိုက်စက်ကွင်း axially တစ်လျှောက် လှည့်ပတ်နေချိန်တွင် သံလိုက်စက်ကွင်းသည် Larmor အချင်းဝက်ရှိ အိုင်းယွန်းနှင့် အီလက်ထရွန်များအကြား ကွာခြားမှုကြောင့် အိုင်းယွန်းများစုပုံခြင်းအပေါ် သက်ရောက်မှုနည်းပါသည်။ သို့သော်၊ သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏ ဝင်ရိုးတစ်လျှောက် အီလက်ထရွန် ရွေ့လျားသောအခါ၊ ၎င်းသည် ၎င်း၏အာရုံစူးစိုက်မှုနှင့် အားကောင်းသော အနုတ်လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကြောင့် လည်ပတ်မှုအတွက် axial တစ်လျှောက် အိုင်းယွန်းများကို ဆွဲဆောင်မည်ဖြစ်ပြီး၊ အီလက်ထရွန်အမြန်နှုန်းသည် အိုင်းယွန်းထက် ပိုကြီးသောကြောင့် အီလက်ထရွန်သည် အိုင်းယွန်းကို ရှေ့သို့အဆက်မပြတ်ဆွဲထုတ်ကာ ပလာစမာသည် အမြဲတမ်းလျှပ်စစ်တစ်ပိုင်းကြားနေမြဲဖြစ်သည်။ ကြီးမားသောအမှုန်များသည် လျှပ်စစ်ကြားနေ သို့မဟုတ် အနည်းငယ်အားသွင်းထားပြီး အရည်အသွေးမှာ အိုင်းယွန်းနှင့် အီလက်ထရွန်တို့ထက် များစွာပိုကြီးသည်၊ အခြေခံအားဖြင့် သံလိုက်စက်ကွင်းနှင့် inertia တစ်လျှောက်ရှိ မျဉ်းဖြောင့်ရွေ့လျားမှုဒဏ်ကြောင့် မထိခိုက်ဘဲ စက်၏အတွင်းနံရံနှင့် တိုက်မိပြီးနောက် စစ်ထုတ်မည်ဖြစ်သည်။
ကွေးနေသော သံလိုက်စက်ကွင်း ကွေးကောက်ခြင်းနှင့် gradient ပျံ့ခြင်းနှင့် အိုင်းယွန်း-အီလက်ထရွန် တိုက်မိခြင်း၏ ပေါင်းစပ်လုပ်ဆောင်မှုအောက်တွင်၊ သံလိုက်စစ်ထုတ်သည့်ကိရိယာတွင် ပလာစမာသည် ကွဲလွဲသွားနိုင်သည်။ ယနေ့အသုံးပြုလေ့ရှိသော သီအိုရီမော်ဒယ်များတွင် အောက်ဖော်ပြပါ အင်္ဂါရပ်များပါရှိသော Morozov flux နှင့် Davidson rigid rotor model များမှာ- အီလက်ထရွန်များကို တင်းကြပ်စွာ helical ပုံစံဖြင့် ရွေ့လျားစေသည့် သံလိုက်စက်ကွင်းတစ်ခု ရှိပါသည်။
သံလိုက်ဓာတ်ထုတ်စက်ရှိ ပလာစမာ၏ axial ရွေ့လျားမှုကို ညွှန်ပြသော သံလိုက်စက်ကွင်း၏ ခွန်အားသည် ထိုကဲ့သို့ ဖြစ်သင့်သည်-

Mi၊ Vo နှင့် Z တို့သည် အိုင်းယွန်းဒြပ်ထု၊ သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးအလျင်နှင့် အသီးသီး သယ်ဆောင်လာသော စွဲချက်အရေအတွက်တို့ ဖြစ်သည်။ a သည် သံလိုက် filter ၏ အတွင်းအချင်းဖြစ်ပြီး e သည် electron charge ဖြစ်သည်။
အချို့သော မြင့်မားသော စွမ်းအင်အိုင်းယွန်းများကို အီလက်ထရွန်ရောင်ခြည်ဖြင့် အပြည့်အဝ ချည်နှောင်၍မရနိုင်ကြောင်း သတိပြုသင့်သည်။ ၎င်းတို့သည် သံလိုက်စစ်ထုတ်ခြင်း၏ အတွင်းနံရံသို့ ရောက်ရှိနိုင်ပြီး အတွင်းနံရံကို အပြုသဘောဆောင်သော အလားအလာတစ်ခုအဖြစ် ဖန်တီးပေးကာ အတွင်းနံရံသို့ ဆက်လက်မရောက်ရှိစေရန် အိုင်းယွန်းများကို ဟန့်တားကာ ပလာစမာဆုံးရှုံးမှုကို လျော့နည်းစေသည်။
ဤဖြစ်စဉ်အရ၊ ပစ်မှတ်အိုင်းယွန်းသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးထိရောက်မှုကိုတိုးတက်စေရန်အိုင်းယွန်းများတိုက်မိခြင်းကိုတားဆီးရန်အတွက်သင့်လျော်သောအပြုသဘောဘက်လိုက်မှုဖိအားကိုသံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏နံရံတွင်သက်ရောက်နိုင်သည်။

သံလိုက် filtration ကိရိယာ အမျိုးအစား ခွဲခြားခြင်း။
(၁) မျဉ်းသားဖွဲ့စည်းပုံ။ သံလိုက်စက်ကွင်းသည် အိုင်းယွန်းအလင်းတန်းစီးဆင်းမှုအတွက် လမ်းညွှန်အဖြစ်ဆောင်ရွက်ပြီး cathode spot ၏အရွယ်အစားနှင့် macroscopic အမှုန်အစုအဝေးများ၏အချိုးအစားကို လျှော့ချပေးကာ ပလာစမာအတွင်း တိုက်မိမှုများကို ပြင်းထန်လာစေကာ၊ ကြားနေအမှုန်များကို အိုင်းယွန်းအဖြစ်သို့ပြောင်းလဲစေပြီး macroscopic particle အစုအဝေးများအရေအတွက်ကို လျှော့ချပေးကာ သံလိုက်စက်ကွင်းအရေအတွက်များပြားလာသည်နှင့်အမျှ အင်အားကို လျင်မြန်စွာလျှော့ချပေးသည်။ သမားရိုးကျ multi-arc ion coating method နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ ဤတည်ဆောက်ထားသော စက်သည် အခြားနည်းလမ်းများကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ထိရောက်မှု သိသိသာသာ လျော့ကျမှုကို ကျော်လွှားနိုင်ပြီး ကြီးမားသော အမှုန်အရေအတွက်ကို 60% ခန့် လျှော့ချပေးကာ မရှိမဖြစ်လိုအပ်သော အဆက်မပြတ် ဖလင်များထွက်နှုန်းကို သေချာစေသည်။
(၂) Curve-type ဖွဲ့စည်းပုံ။ ဖွဲ့စည်းပုံမှာ ပုံစံအမျိုးမျိုးရှိပေမယ့် အခြေခံသဘောတရားကတော့ အတူတူပါပဲ။ ပလာစမာသည် သံလိုက်စက်ကွင်းနှင့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းတို့၏ ပေါင်းစပ်လုပ်ဆောင်မှုအောက်တွင် ရွေ့လျားပြီး သံလိုက်စက်ကွင်းအား သံလိုက်ဓာတ်အားလိုင်းများ၏ ဦးတည်ရာလမ်းကြောင်းတစ်လျှောက် ရွေ့လျားမှုမရှိဘဲ ပလာစမာကို ချုပ်နှောင်ကာ ထိန်းချုပ်ရန်အတွက် အသုံးပြုသည်။ ပြီးတော့ အားသွင်းမထားတဲ့ အမှုန်အမွှားတွေဟာ မျဉ်းကြောင်းအတိုင်း ရွေ့လျားပြီး ကွဲသွားပါလိမ့်မယ်။ ဤဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာကိရိယာမှပြင်ဆင်ထားသောရုပ်ရှင်များသည် မြင့်မားသောမာကျောမှု၊ မျက်နှာပြင်ကြမ်းတမ်းမှုနည်းသော၊ ကောင်းမွန်သောသိပ်သည်းဆ၊ တူညီသောကောက်နှံအရွယ်အစားနှင့် ခိုင်ခံ့သောဖလင်အခြေခံ adhesion ရှိသည်။ ဤစက်ပစ္စည်းအမျိုးအစားနှင့် ဖုံးအုပ်ထားသော ta-C ရုပ်ရှင်များ၏ မျက်နှာပြင် မာကျောမှုသည် 56 GPa သို့ရောက်ရှိနိုင်သည်ဟု XPS ပိုင်းခြားစိတ်ဖြာချက်က ပြသသည်၊ ထို့ကြောင့် ကွေးထားသောဖွဲ့စည်းပုံကိရိယာသည် ကြီးမားသောအမှုန်အမွှားများကိုဖယ်ရှားရန်အတွက် အသုံးအများဆုံးနှင့် အထိရောက်ဆုံးနည်းလမ်းဖြစ်သော်လည်း ပစ်မှတ်အိုင်းယွန်းသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးစွမ်းဆောင်ရည်ကို ပိုမိုမြှင့်တင်ရန်လိုအပ်ပါသည်။ 90° ကွေးနေသော သံလိုက်ဓာတ်ထုတ်စက်သည် အသုံးများဆုံး ကွေးညွှတ်ဖွဲ့စည်းပုံ ကိရိယာများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ Ta-C ရုပ်ရှင်များ၏ မျက်နှာပြင်ပရိုဖိုင်အပေါ် စမ်းသပ်ချက်များအရ 360° ကွေးညွတ်သော သံလိုက်ဓာတ်ထုတ်စက်၏ မျက်နှာပြင်ပရိုဖိုင်သည် 90° ကွေးသော သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက များစွာမပြောင်းလဲကြောင်း ပြသသည်၊ ထို့ကြောင့် ကြီးမားသောအမှုန်များအတွက် 90° ကွေးသော သံလိုက်စစ်ထုတ်မှု၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုကို အခြေခံအားဖြင့် ရရှိနိုင်ပါသည်။ 90° bend magnetic filtration device တွင် အဓိကအားဖြင့် တည်ဆောက်ပုံ နှစ်မျိုးရှိသည်- တစ်ခုသည် vacuum chamber တွင် bend solenoid ဖြစ်ပြီး၊ နောက်တစ်မျိုးသည် vacuum chamber မှ ထားရှိထားပြီး ၎င်းတို့အကြား ကွာခြားချက်မှာ တည်ဆောက်ပုံတွင်သာဖြစ်သည်။ 90° bend magnetic filtration device ၏ လုပ်ငန်းခွင်ဖိအားသည် 10-2Pa ဖြင့် လုပ်ဆောင်နိုင်ပြီး၊ ၎င်းကို coating nitride၊ oxide၊ amorphous carbon၊ semiconductor film နှင့် metal သို့မဟုတ် non-metal film ကဲ့သို့သော အသုံးချပရိုဂရမ်များစွာတွင် အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။

သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏ထိရောက်မှု
ကြီးမားသောအမှုန်များအားလုံးသည် နံရံနှင့် ဆက်တိုက်တိုက်မိသောအခါတွင် အရွေ့စွမ်းအင်ဆုံးရှုံးနိုင်မည်မဟုတ်သောကြောင့်၊ အချို့သော ကြီးမားသောအမှုန်များသည် ပိုက်ထွက်ပေါက်မှတစ်ဆင့် အလွှာအတွင်းသို့ ရောက်ရှိသွားမည်ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ ရှည်လျားကျဉ်းမြောင်းသော သံလိုက်ဓာတ်ထုတ်စက်သည် ကြီးမားသောအမှုန်များ၏ filtration efficiency မြင့်မားသော်လည်း၊ ဤအချိန်တွင် ပစ်မှတ်အိုင်းယွန်းများ ဆုံးရှုံးမှုကို တိုးလာစေပြီး တစ်ချိန်တည်းတွင် ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံ၏ ရှုပ်ထွေးမှုကို တိုးစေသည်။ ထို့ကြောင့်၊ သံလိုက်ဓာတ်ထုတ်စက်တွင် ကြီးမားသောအမှုန်အမွှားများကို ဖယ်ရှားခြင်းနှင့် အိုင်းယွန်းသယ်ယူပို့ဆောင်ခြင်း၏ ထိရောက်မှုမြင့်မားခြင်းတို့ကို သေချာစေခြင်းသည် multi-arc ion coating နည်းပညာအတွက် လိုအပ်သော စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားသော ပါးလွှာသောရုပ်ရှင်များကို အပ်နှံရာတွင် ကျယ်ပြန့်သောအသုံးချမှုအလားအလာရှိစေရန်အတွက် လိုအပ်ပါသည်။ သံလိုက် filtration ကိရိယာ၏ လုပ်ဆောင်ချက်သည် သံလိုက်စက်ကွင်း ကြံ့ခိုင်မှု၊ ဘက်လိုက်ကွေးမှု၊ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ အလင်းဝင်ပေါက်၊ arc source current နှင့် charged particle incidence angle တို့မှ သက်ရောက်မှုရှိသည်။ သံလိုက် filtration device ၏ ကျိုးကြောင်းဆီလျော်သော ကန့်သတ်ဘောင်များကို သတ်မှတ်ခြင်းဖြင့်၊ ပစ်မှတ်၏ ကြီးမားသော အမှုန်အမွှားများ၏ စစ်ထုတ်မှုအကျိုးသက်ရောက်မှုနှင့် အိုင်းယွန်းလွှဲပြောင်းမှုထိရောက်မှုကို ထိထိရောက်ရောက် မြှင့်တင်နိုင်ပါသည်။