O processo de revestimento iônico do cátodo oco é o seguinte:
1. Coloque os lingotes de Chin no colapso.
2. Montagem da peça de trabalho.
3. Após o vácuo atingir 5×10-3Pa, o gás argônio é introduzido na câmara de revestimento através do tubo de prata, e o nível de vácuo fica em torno de 100Pa.
4. Ligue a alimentação de polarização.
5. Após ligar a energia do arco para iniciar a descarga de cátodo oco, a descarga luminosa é gerada no tubo de botão. A tensão de descarga é de 800 a 1000 V e a corrente de ignição do arco é de 30 a 50 A. Devido ao efeito de cátodo oco da descarga luminosa, a alta densidade de corrente de descarga luminosa e a alta densidade de íons de rato no tubo de prata bombardeiam a parede do tubo de avanço, fazendo com que a parede do tubo aqueça rapidamente até a emissão de um fluxo de elétrons. O modo de descarga muda repentinamente de descarga luminosa para descarga em arco. A tensão é de 40 a 70 V e a corrente é de 80 a 300 A. A temperatura do tubo de prata atinge mais de 2300 K, tornando-se incandescente, emitindo um fluxo de elétrons de arco de alta densidade do tubo, que é disparado em direção ao ânodo.
6. Ajuste do nível de vácuo. O nível de vácuo para descarga luminosa de um canhão de cátodo oco é de cerca de 100 Pa, e o grau de vácuo para revestimento é de 8×10⁻¹ a 8×10⁻² Pa. Portanto, após a ignição da descarga de arco, reduza o fluxo de gás argônio o mais rápido possível e ajuste o nível de vácuo para uma faixa adequada para o revestimento.
7. Camada base revestida de titânio. Fluxo de elétrons sobre o lingote de metal Chin colapsado anodicamente, conversão de energia cinética em energia térmica, evaporação do metal Chin por aquecimento, átomos de vapor atingem a peça de trabalho para formar um filme de titânio.
8. Deposição de TiN. O gás nitrogênio é fornecido à câmara de revestimento. O gás nitrogênio e os átomos evaporados são ionizados em íons de nitrogênio e titânio. Acima do cadinho, há maior probabilidade de colisões inelásticas dos átomos de vapor de titânio com fluxos densos de elétrons de baixa energia. A taxa de dissociação do metal chega a 20%~40%. Os íons de titânio reagem quimicamente com o gás nitrogênio, resultando na deposição de uma camada de nitreto. O canhão de cátodo oco atua como fonte de vaporização e também como fonte de ionização. Durante o revestimento, a corrente da bobina eletromagnética ao redor do cadinho deve ser ajustada para focalizar o feixe de elétrons no centro do colapso, aumentando assim a densidade de potência do fluxo de elétrons.
9. Desligamento. Após a espessura do filme atingir a espessura predeterminada, desligue a fonte de alimentação do arco, a fonte de alimentação de polarização e o suprimento de ar.
Data da publicação: 08/07/2023