Для зажигания дуговой лампы с полым катодом необходимы следующие условия:
- На стенке камеры покрытия установлена полая катодная пушка из танталовой трубки, которая может использоваться для эмиссии потока горячих электронов. Внутренний диаметр плоской трубки составляет φ 6~ φ 15 мм, толщина стенки 0,8-2 мм.
- Источник питания состоит из источника питания зажигания дуги и источника питания поддержания дуги, соединенных параллельно. Напряжение источника питания зажигания дуги составляет 800-1000 В, а ток зажигания дуги составляет 30-50 А; Напряжение дуги составляет 40-70 В, а ток дуги составляет 80-300 А.
Процесс дугового разряда с полым катодом следует процессу преобразования из аномального тлеющего разряда в дуговой разряд в «кривой вольт-амперной характеристики». Во-первых, требуется источник питания для обеспечения начального напряжения 800 В для генерации тлеющего разряда в танталовой трубке. Высокоплотные ионы аргона внутри танталовой трубки бомбардируют и нагревают трубку до температуры, при которой испускаются горячие электроны, что приводит к большому количеству потока плазменных электронов и внезапному увеличению тока дуги с полым катодом. Затем также необходим источник питания высокого тока для поддержания дугового разряда. Процесс преобразования из тлеющего разряда в дуговой разряд является автоматическим, поэтому необходимо настроить источник питания, который может выдавать как высокое напряжение, так и большой ток.
Если эти два требования сосредоточены на одном источнике питания, вторичный выходной конец силового трансформатора должен быть намотан очень толстыми проводами для многих витков, чтобы выводить высокое напряжение и большой ток, что будет источником питания большого объема. После многих лет усовершенствований стало возможным параллельно запараллелить небольшой источник питания для запуска дуги с источником питания для поддержания дуги. Источник питания для запуска дуги использует тонкие провода для намотки нескольких витков, которые могут выводить высокое напряжение 800 В для зажигания танталовых трубок и генерации тлеющего разряда; Источник питания дуги может выводить десятки вольт и сотни ампер тока путем намотки толстой проволоки с меньшим количеством витков для поддержания стабильности дугового разряда с полым катодом. Благодаря параллельному соединению двух источников питания на танталовых трубках, в процессе преобразования из аномального тлеющего разряда в дуговой разряд, два источника питания будут автоматически подключаться и переключаться с высокого напряжения и низкого тока на низкое напряжение и высокий ток.
- Быстро отрегулируйте уровень вакуума. Уровень вакуума для тлеющего разряда в танталовых трубках составляет около 100 Па, и осажденная структура пленки в условиях такого низкого вакуума неизбежно является грубой. Поэтому после зажигания дугового разряда необходимо немедленно уменьшить количество потока воздуха и быстро отрегулировать уровень вакуума до 8×10-1~2 Па, чтобы получить тонкую начальную структуру пленки.
- Поворотный стол для заготовки устанавливается вокруг камеры нанесения покрытия, при этом заготовка подключается к отрицательному полюсу источника питания смещения, а вакуумная камера подключается к положительному полюсу. Благодаря высокой плотности тока дуги полого катода, напряжение смещения заготовки с ионным покрытием не обязательно должно достигать 1000 В, обычно 50-200 В.
5. Установите фокусирующую электромагнитную катушку вокруг коллапса Гана, и электромагнитное поле, создаваемое при подаче тока на катушку, может сфокусировать электронный луч в центре металлического слитка, увеличивая плотность мощности электронного потока.
Время публикации: 20 июля 2023 г.