Aby zapalić łuk elektryczny z katodą wnękową, konieczne jest spełnienie następujących warunków:
- Na ścianie komory powlekania zamontowano działo z katodą wnękową wykonane z rury tantalowej, które może służyć do emisji strumienia gorących elektronów. Średnica wewnętrzna płaskiej rury wynosi φ 6–φ 15 mm, a grubość ścianki 0,8–2 mm.
- Zasilacz składa się z zasilacza do zajarzenia łuku i zasilacza do podtrzymania łuku, połączonych równolegle. Napięcie zasilacza do zajarzenia łuku wynosi 800–1000 V, a prąd zajarzenia łuku 30–50 A. Napięcie łuku wynosi 40–70 V, a prąd łuku 80–300 A.
Proces wyładowania łukiem elektrycznym z katodą wnękową przebiega zgodnie z procesem konwersji z nienormalnego wyładowania jarzeniowego na wyładowanie łukowe zgodnie z „krzywą charakterystyki woltamperowo-amperowej”. Po pierwsze, wymagane jest źródło zasilania, które zapewni napięcie początkowe 800 V, aby wygenerować wyładowanie jarzeniowe w rurze tantalowej. Jony argonu o dużej gęstości wewnątrz rury tantalowej bombardują i nagrzewają rurę do temperatury, w której emitowane są gorące elektrony, co powoduje duży przepływ elektronów w plazmie i nagły wzrost prądu łuku katody wnękowej. Następnie, do podtrzymania wyładowania łukowego, potrzebne jest również źródło zasilania o wysokim natężeniu prądu. Proces konwersji z wyładowania jarzeniowego na wyładowanie łukowe jest automatyczny, dlatego konieczne jest skonfigurowanie źródła zasilania, które może generować zarówno wysokie napięcie, jak i wysoki prąd.
Jeśli te dwa wymagania są skoncentrowane na jednym źródle zasilania, wtórny koniec wyjściowy transformatora mocy musi być nawinięty bardzo grubymi drutami na wiele zwojów, aby wyprowadzić wysokie napięcie i duży prąd, co będzie źródłem zasilania o dużej objętości. Po latach udoskonaleń możliwe jest równoległe połączenie małego zasilacza do rozruchu łuku z zasilaczem do podtrzymywania łuku. Zasilacz do rozruchu łuku wykorzystuje cienkie druty do nawijania wielu zwojów, które mogą wyprowadzić wysokie napięcie 800 V, aby zapalić lampy tantalowe i wygenerować wyładowanie jarzeniowe; Zasilacz łukowy może wyprowadzić dziesiątki woltów i setki amperów prądu przez nawijanie grubego drutu z mniejszą liczbą zwojów, aby utrzymać stabilność wyładowania łukowego katody wnękowej. Ze względu na równoległe połączenie dwóch zasilaczy na lampach tantalowych, podczas procesu konwersji z nieprawidłowego wyładowania jarzeniowego na wyładowanie łukowe, oba zasilacze automatycznie się połączą i przełączą z wysokiego napięcia i niskiego prądu na niskie napięcie i wysoki prąd.
- Szybko dostosuj poziom próżni. Poziom próżni dla wyładowania jarzeniowego w lampach tantalowych wynosi około 100 Pa, a struktura osadzanej warstwy w tak niskich warunkach próżni jest nieuchronnie gruba. Dlatego po zajarzeniu łuku elektrycznego należy natychmiast zmniejszyć przepływ powietrza i szybko dostosować poziom próżni do 8×10-1~2 Pa, aby uzyskać drobną strukturę warstwy początkowej.
- Obrotowy stół przedmiotu obrabianego jest zainstalowany wokół komory powlekania, przy czym przedmiot obrabiany jest podłączony do ujemnego bieguna zasilacza polaryzacji, a komora próżniowa do bieguna dodatniego. Ze względu na wysoką gęstość prądu łuku katody wnękowej, napięcie polaryzacji przedmiotu obrabianego pokrytego powłoką jonową nie musi osiągać 1000 V, zazwyczaj wynosi 50–200 V.
5. Umieść skupiającą cewkę elektromagnetyczną wokół zapadnięcia się Ganu, a pole elektromagnetyczne wytworzone przez przyłożenie prądu do cewki może skupić wiązkę elektronów w środku sztabki metalu, zwiększając gęstość mocy przepływu elektronów.
Czas publikacji: 20 lipca 2023 r.