As seguintes condições são necessárias para acender a luz do arco de cátodo oco:
- Um canhão catódico oco feito de tubo de tântalo é instalado na parede da câmara de revestimento e pode ser usado para emitir um fluxo de elétrons quentes. O diâmetro interno do tubo plano é de φ 6 a φ 15 mm, com uma espessura de parede de 0,8 a 2 mm.
- A fonte de alimentação é composta por uma fonte de alimentação de partida do arco e uma fonte de alimentação de manutenção do arco em paralelo. A tensão da fonte de alimentação de início do arco é de 800-1000 V e a corrente de início do arco é de 30-50 A; a tensão do arco é de 40-70 V e a corrente do arco é de 80-300 A.
O processo de descarga de arco de cátodo oco segue o processo de conversão de descarga luminescente anormal para descarga de arco na "curva característica volt-ampère". Primeiramente, uma fonte de alimentação é necessária para fornecer uma tensão inicial de 800 V para gerar a descarga luminescente no tubo de tântalo. Os íons de argônio de alta densidade dentro do tubo de tântalo bombardeiam e aquecem o tubo até a temperatura onde elétrons quentes são emitidos, resultando em uma grande quantidade de fluxo de elétrons de plasma e um aumento repentino na corrente do arco de cátodo oco. Então, uma fonte de alimentação de alta corrente também é necessária para manter a descarga de arco. O processo de conversão de descarga luminescente para descarga de arco é automático, portanto, é necessário configurar uma fonte de alimentação que possa gerar alta tensão e alta corrente.
Se esses dois requisitos forem concentrados em uma única fonte de alimentação, a extremidade de saída secundária do transformador de potência deve ser enrolada com fios muito grossos por muitas voltas para produzir alta tensão e alta corrente, o que resultará em uma fonte de alimentação de grande volume. Após anos de aprimoramento, é possível paralelizar uma pequena fonte de alimentação de partida de arco com uma fonte de alimentação de arco de manutenção. A fonte de alimentação de partida de arco usa fios finos para enrolar várias voltas, o que pode gerar uma alta tensão de 800 V para acender tubos de tântalo e gerar uma descarga luminescente; a fonte de alimentação de arco pode gerar dezenas de volts e centenas de amperes de corrente enrolando um fio grosso com menos voltas para manter a estabilidade da descarga de arco de cátodo oco. Devido à conexão paralela de duas fontes de alimentação em tubos de tântalo, durante o processo de conversão de descarga luminescente anormal para descarga de arco, as duas fontes de alimentação se conectarão automaticamente e comutarão de alta tensão e baixa corrente para baixa tensão e alta corrente.
- Ajuste rapidamente o nível de vácuo. O nível de vácuo para descarga luminescente em tubos de tântalo é de cerca de 100 Pa, e a estrutura do filme depositado sob condições de vácuo tão baixo é inevitavelmente grosseira. Portanto, após a ignição da descarga de arco, é necessário reduzir imediatamente a quantidade de fluxo de ar e ajustar rapidamente o nível de vácuo para 8 × 10-1 ~ 2 Pa para obter uma estrutura de filme inicial fina.
- A mesa giratória da peça de trabalho é instalada ao redor da câmara de revestimento, com a peça de trabalho conectada ao polo negativo da fonte de alimentação de polarização e a câmara de vácuo conectada ao polo positivo. Devido à alta densidade de corrente do arco catódico oco, a tensão de polarização da peça de trabalho com revestimento iônico não precisa atingir 1000 V, geralmente entre 50 e 200 V.
5. Coloque uma bobina eletromagnética de foco ao redor do colapso de Gan, e o campo eletromagnético gerado pela aplicação de corrente na bobina pode focar o feixe de elétrons no centro do lingote de metal, aumentando a densidade de potência do fluxo de elétrons.
Data de publicação: 20 de julho de 2023