Na zapálenie oblúkovej lampy s dutou katódou sú potrebné nasledujúce podmienky:
- Na stene povlakovacej komory je nainštalovaná dutá katódová tryska vyrobená z tantalovej trubice, ktorá sa môže použiť na vyžarovanie prúdu horúcich elektrónov. Vnútorný priemer plochej trubice je φ 6 ~ φ 15 mm a hrúbka steny je 0,8 – 2 mm.
- Napájací zdroj sa skladá zo zdroja na zapálenie oblúka a zdroja na udržiavanie oblúka, zapojených paralelne. Napätie zdroja na zapálenie oblúka je 800 – 1 000 V a prúd na zapálenie oblúka je 30 – 50 A; napätie oblúka je 40 – 70 V a prúd oblúka je 80 – 300 A.
Proces oblúkového výboja s dutou katódou sleduje proces premeny z abnormálneho tlejúceho výboja na oblúkový výboj v rámci „voltampérovej charakteristiky“. Najprv je potrebný zdroj napájania, ktorý zabezpečí štartovacie napätie 800 V na generovanie tlejúceho výboja v tantalovej trubici. Ióny argónu s vysokou hustotou vo vnútri tantalovej trubice bombardujú a zahrievajú trubicu na teplotu, pri ktorej sú emitované horúce elektróny, čo vedie k veľkému toku plazmových elektrónov a náhlemu zvýšeniu prúdu oblúka s dutou katódou. Potom je potrebný aj zdroj napájania s vysokým prúdom na udržanie oblúkového výboja. Proces premeny z tlejúceho výboja na oblúkový výboj je automatický, preto je potrebné nakonfigurovať zdroj napájania, ktorý dokáže vydávať vysoké napätie aj vysoký prúd.
Ak sú tieto dve požiadavky sústredené na jeden zdroj energie, sekundárny výstupný koniec výkonového transformátora musí byť navinutý veľmi hrubými drôtmi s mnohými závitmi, aby sa dosiahlo vysoké napätie a vysoký prúd, čo bude zdroj energie s veľkým objemom. Po rokoch zlepšovania je možné paralelne zapojiť malý zdroj napájania pre štart oblúka s udržiavacím zdrojom napájania oblúka. Zdroj napájania pre štart oblúka používa tenké drôty na navíjanie viacerých závitov, ktoré môžu vydávať vysoké napätie 800 V na zapálenie tantalových trubíc a generovanie tlejúceho výboja; Zdroj napájania oblúka môže vydávať desiatky voltov a stovky ampérov prúdu navíjaním hrubého drôtu s menším počtom závitov, aby sa udržala stabilita oblúkového výboja s dutou katódou. Vďaka paralelnému zapojeniu dvoch zdrojov napájania na tantalových trubícach sa počas procesu prechodu z abnormálneho tlejúceho výboja na oblúkový výboj oba zdroje napájania automaticky spoja a prepnú z vysokého napätia a nízkeho prúdu na nízke napätie a vysoký prúd.
- Rýchlo upravte úroveň vákua. Úroveň vákua pre tlejúci výboj v tantalových trubiciach je okolo 100 Pa a štruktúra naneseného filmu je za takýchto podmienok nízkeho vákua nevyhnutne hrubá. Preto po zapálení oblúkového výboja je potrebné okamžite znížiť množstvo prietoku vzduchu a rýchlo upraviť úroveň vákua na 8×10⁻¹~2 Pa, aby sa dosiahla jemná počiatočná štruktúra filmu.
- Otočný stôl s obrobkom je umiestnený okolo povlakovacej komory, pričom obrobok je pripojený k zápornému pólu zdroja predpätia a vákuová komora ku kladnému pólu. Vďaka vysokej hustote prúdu dutého katódového oblúka nemusí predpätie iónovo potiahnutého obrobku dosiahnuť 1000 V, zvyčajne 50 – 200 V.
5. Okolo kolapsu Gan sa umiestni zaostrovacia elektromagnetická cievka a elektromagnetické pole generované privedením prúdu do cievky môže zaostriť elektrónový lúč do stredu kovového ingotu, čím sa zvýši hustota výkonu elektrónového toku.
Čas uverejnenia: 20. júla 2023