Betingelser for hulkatodeionbelegg

Følgende betingelser kreves for å tenne hulkatodelysbuen:

1. En hul katodepistol laget av tantalrør er installert på beleggkammerveggen og kan brukes til å avgi varm elektronstrøm. Den indre diameteren til det flate røret er φ 6 ~ φ 15 mm, med en veggtykkelse på 0,8-2 mm.

1. Strømforsyningen består av en strømforsyning for lysbuestart og en strømforsyning for lysbuevedlikehold parallelt. Spenningen til strømforsyningen for lysbuestart er 800–1000 V, og tennestrømmen er 30–50 A. Lysbuespenningen er 40–70 V, og tennestrømmen er 80–300 A.

Utladningsprosessen for hulkatodebuen følger prosessen med å konvertere fra unormal glødeutladning til lysbueutladning i "voltampere-karakteristikkkurven". For det første kreves en strømforsyning for å gi en startspenning på 800 V for å generere glødeutladning i tantalrøret. Høydensitetsargonionene inne i tantalrøret bombarderer og varmer opp røret til temperaturen der varme elektroner sendes ut, noe som resulterer i en stor mengde plasmaelektronstrøm og en plutselig økning i strømmen til den hule katodebuen. Deretter er det også behov for en høystrøms strømforsyning for å opprettholde lysbueutladningen. Prosessen med å konvertere fra glødeutladning til lysbueutladning er automatisk, så det er nødvendig å konfigurere en strømforsyning som kan sende ut både høy spenning og høy strøm.

Hvis disse to kravene konsentreres om én strømkilde, må den sekundære utgangsenden av krafttransformatoren vikles med svært tykke ledninger i mange vindinger for å kunne sende ut høy spenning og høy strøm, noe som vil være en strømkilde med stort volum. Etter årevis med forbedringer er det mulig å parallellisere en liten lysbuestartstrømforsyning med en vedlikeholdslysbuestrømforsyning. Lysbuestartstrømforsyningen bruker tynne ledninger til å vikle flere vindinger, noe som kan sende ut en høy spenning på 800 V for å tenne tantalrør og generere glødeutladning. Lysbuestrømforsyningen kan sende ut titalls volt og hundrevis av ampere strøm ved å vikle en tykk ledning med færre vindinger for å opprettholde stabiliteten til hulkatodens lysbueutladning. På grunn av parallellkoblingen av to strømforsyninger på tantalrør, vil de to strømforsyningene automatisk kobles til og bytte fra høy spenning og lav strøm til lav spenning og høy strøm under prosessen med å konvertere fra unormal glødeutladning til lysbueutladning.

1. Juster vakuumnivået raskt. Vakuumnivået for glødeutladning i tantalrør er rundt 100 Pa, og den avsatte filmstrukturen under slike lave vakuumforhold er uunngåelig grov. Derfor, etter at lysbueutladningen er tent, er det nødvendig å umiddelbart redusere mengden luftstrøm og raskt justere vakuumnivået til 8 × 10⁻¹ ~ 2 Pa for å oppnå en fin initial filmstruktur.

1. Arbeidsstykkets dreiebord er installert rundt belegningskammeret, med arbeidsstykket koblet til den negative polen på bias-strømforsyningen og vakuumkammeret koblet til den positive polen. På grunn av den høye strømtettheten til den hule katodebuen, trenger ikke bias-spenningen til det ionbelagte arbeidsstykket å nå 1000 V, vanligvis 50–200 V.

5. Plasser en fokuserende elektromagnetisk spole rundt Gan-kollapsen, og det elektromagnetiske feltet som genereres ved å påføre strøm på spolen, kan fokusere elektronstrålen i midten av metallbarren, noe som øker effekttettheten til elektronstrømmen.