Za vžig obločne svetilke z votlo katodo so potrebni naslednji pogoji:
- Na steno komore za premaz je nameščena votla katodna pištola iz tantalove cevi, ki se lahko uporablja za oddajanje vročega elektronskega toka. Notranji premer ravne cevi je φ 6~ φ 15 mm, debelina stene pa 0,8–2 mm.
- Napajalnik je sestavljen iz vzporedno priključenega napajalnika za vžig obloka in napajalnika za vzdrževanje obloka. Napetost napajalnika za vžig obloka je 800–1000 V, tok vžiga obloka pa 30–50 A; napetost obloka je 40–70 V, tok obloka pa 80–300 A.
Postopek praznjenja z votlo katodo z oblokom sledi procesu pretvorbe iz nenormalnega sijajnega praznjenja v obločno praznjenje v "krivulji volt-amperske karakteristike". Najprej je potreben vir napajanja, ki zagotavlja začetno napetost 800 V za generiranje sijajnega praznjenja v tantalovi cevi. Ioni argona z visoko gostoto v tantalovi cevi bombardirajo cev in jo segrevajo do temperature, pri kateri se oddajajo vroči elektroni, kar povzroči veliko količino pretoka plazemskih elektronov in nenadno povečanje toka v obloku z votlo katodo. Nato je potreben tudi vir napajanja z visokim tokom za vzdrževanje ločnega praznjenja. Postopek pretvorbe iz sijajnega praznjenja v obločno praznjenje je samodejen, zato je treba konfigurirati vir napajanja, ki lahko oddaja tako visoko napetost kot visok tok.
Če sta ti dve zahtevi skoncentrirani na en sam vir napajanja, mora biti sekundarni izhodni konec močnostnega transformatorja navit z zelo debelimi žicami za veliko število ovojev, da se zagotovi visoka napetost in visok tok, kar bo vir energije z veliko prostornino. Po letih izboljšav je mogoče vzporedno povezati majhen napajalnik za zagon obloka z vzdrževalnim napajalnikom za oblok. Napajalnik za zagon obloka uporablja tanke žice za navijanje več ovojev, kar lahko odda visoko napetost 800 V za vžig tantalovih cevi in ustvarjanje žarilne razelektritve; Napajalnik obloka lahko oddaja več deset voltov in več sto amperov toka z navijanjem debele žice z manj ovoji, da se ohrani stabilnost obločne razelektritve z votlo katodo. Zaradi vzporedne povezave dveh napajalnikov na tantalovih ceveh se med postopkom pretvorbe iz nenormalne žarilne razelektritve v obločno razelektritev oba napajalnika samodejno povežeta in preklopita iz visoke napetosti in nizkega toka v nizko napetost in visok tok.
- Hitro prilagodite raven vakuuma. Raven vakuuma za žarilno razelektritev v tantalovih ceveh je okoli 100 Pa, zato je nanesena struktura filma v tako nizkih pogojih vakuuma neizogibno groba. Zato je treba po vžigu obločnega praznjenja takoj zmanjšati količino pretoka zraka in hitro prilagoditi raven vakuuma na 8 × 10⁻¹ ~ 2 Pa, da se doseže fina začetna struktura filma.
- Vrtljiva plošča obdelovanca je nameščena okoli komore za nanašanje premaza, pri čemer je obdelovanec priključen na negativni pol napajalnika, vakuumska komora pa na pozitivni pol. Zaradi visoke gostote toka votlega katodnega loka napetost prednapetosti ionsko prevlečenega obdelovanca ne sme doseči 1000 V, običajno je to 50–200 V.
5. Okoli Gan-ovega kolapsa namestite fokusirno elektromagnetno tuljavo, elektromagnetno polje, ki ga ustvari dovajanje toka na tuljavo, pa lahko fokusira elektronski žarek v središče kovinskega ingota in poveča gostoto moči elektronskega toka.
Čas objave: 20. julij 2023