Villkor för beläggning av ihåliga katodjoner

Följande villkor krävs för att tända den ihåliga katodbågsljuset:

1. En ihålig katodpistol tillverkad av tantalrör är installerad på beläggningskammarens vägg och kan användas för att avge hett elektronflöde. Den platta rörets innerdiameter är φ 6 ~ φ 15 mm, med en väggtjocklek på 0,8-2 mm.

1. Strömförsörjningen består av en strömförsörjning för ljusbågsstart och en strömförsörjning för ljusbågshållning, parallellt anslutna. Spänningen för strömförsörjningen för ljusbågständning är 800–1000 V och ljusbågständningsströmmen är 30–50 A. Bågspänningen är 40–70 V och ljusbågsströmmen är 80–300 A.

Urladdningsprocessen för den ihåliga katodbågen följer processen att omvandla från onormal glimurladdning till bågurladdning i "voltampere-karakteristikkurvan". Först krävs en strömförsörjning för att ge en startspänning på 800 V för att generera glimurladdning i tantalröret. De högdensitetsargonjonerna inuti tantalröret bombarderar och värmer röret till den temperatur där heta elektroner avges, vilket resulterar i en stor mängd plasmaelektronflöde och en plötslig ökning av strömmen i den ihåliga katodbågen. Sedan behövs också en högströmsströmförsörjning för att upprätthålla bågurladdningen. Processen att omvandla från glimurladdning till bågurladdning är automatisk, så det är nödvändigt att konfigurera en strömförsörjning som kan mata ut både högspänning och högström.

Om dessa två krav koncentreras till en enda strömkälla, måste krafttransformatorns sekundära utgångsände lindas med mycket tjocka trådar i många varv för att mata ut hög spänning och hög ström, vilket kommer att bli en stor strömkälla. Efter åratal av förbättringar är det möjligt att parallellkoppla en liten strömkälla för ljusbågsstart med en underhållsströmkälla för ljusbågsstart. Strömkällan för ljusbågsstart använder tunna trådar för att linda flera varv, vilket kan mata ut en hög spänning på 800 V för att antända tantalrör och generera glimurladdning. Strömkällan för ljusbågsstart kan mata ut tiotals volt och hundratals ampere ström genom att linda en tjock tråd med färre varv för att bibehålla stabiliteten hos den ihåliga katodens ljusbågsurladdning. På grund av parallellkopplingen av två strömkällor på tantalrör, under processen att konvertera från onormal glimurladdning till ljusbågsurladdning, kommer de två strömkällorna automatiskt att anslutas och växla från hög spänning och låg ström till låg spänning och hög ström.

1. Justera vakuumnivån snabbt. Vakuumnivån för glimurladdning i tantalrör är runt 100 Pa, och den avsatta filmstrukturen under sådana låga vakuumförhållanden är oundvikligen grov. Därför är det, efter att bågurladdningen tänts, nödvändigt att omedelbart minska mängden luftflöde och snabbt justera vakuumnivån till 8×10⁻¹~2 Pa för att erhålla en fin initial filmstruktur.

1. Arbetsstyckets roterande bord installeras runt beläggningskammaren, med arbetsstycket anslutet till den negativa polen på förspänningskällan och vakuumkammaren ansluten till den positiva polen. På grund av den höga strömtätheten hos den ihåliga katodbågen behöver förspänningen hos det jonbelagda arbetsstycket inte nå 1000 V, vanligtvis 50-200 V.

5. Placera en fokuserande elektromagnetisk spole runt Gan-kollapsen, så kan det elektromagnetiska fältet som genereras genom att applicera ström på spolen fokusera elektronstrålen i mitten av metallgötet, vilket ökar elektronflödets effekttäthet.