เงื่อนไขต่อไปนี้จำเป็นสำหรับการจุดระเบิดไฟอาร์กแคโทดกลวง:
- ติดตั้งปืนแคโทดกลวงที่ทำจากท่อแทนทาลัมบนผนังห้องเคลือบ และสามารถใช้ในการปล่อยกระแสอิเล็กตรอนร้อนได้ เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อแบนคือ φ 6~ φ 15 มม. โดยมีความหนาของผนัง 0.8-2 มม.
- แหล่งจ่ายไฟประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟเริ่มต้นอาร์คและแหล่งจ่ายไฟรักษาอาร์คแบบขนาน แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟจุดอาร์คคือ 800-1000V และกระแสไฟฟ้าจุดอาร์คคือ 30-50A แรงดันไฟฟ้าอาร์คคือ 40-70V และกระแสไฟฟ้าอาร์คคือ 80-300A
กระบวนการคายประจุแบบแคโทดกลวงนั้นเป็นไปตามกระบวนการแปลงจากการคายประจุแบบเรืองแสงผิดปกติไปเป็นการคายประจุแบบอาร์กใน "เส้นโค้งลักษณะเฉพาะของโวลต์แอมแปร์" ขั้นแรก จำเป็นต้องมีแหล่งจ่ายไฟเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าเริ่มต้น 800 โวลต์เพื่อสร้างการคายประจุแบบเรืองแสงในหลอดแทนทาลัม ไอออนอาร์กอนที่มีความหนาแน่นสูงภายในหลอดแทนทาลัมจะโจมตีและทำให้หลอดร้อนจนถึงอุณหภูมิที่อิเล็กตรอนร้อนถูกปล่อยออกมา ส่งผลให้อิเล็กตรอนในพลาสมาไหลออกมาในปริมาณมากและกระแสของอาร์กแคโทดกลวงเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน จากนั้น จำเป็นต้องมีแหล่งจ่ายไฟกระแสสูงเพื่อรักษาการคายประจุแบบอาร์ก กระบวนการแปลงจากการคายประจุแบบเรืองแสงไปเป็นการคายประจุแบบอาร์กนั้นเป็นแบบอัตโนมัติ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องกำหนดค่าแหล่งจ่ายไฟที่สามารถส่งแรงดันไฟฟ้าสูงและกระแสสูงได้
หากข้อกำหนดทั้งสองนี้มุ่งเน้นไปที่แหล่งจ่ายไฟเพียงแหล่งเดียว ปลายเอาต์พุตรองของหม้อแปลงไฟฟ้าจะต้องพันด้วยลวดหนามากหลายรอบเพื่อส่งแรงดันไฟฟ้าสูงและกระแสไฟฟ้าสูง ซึ่งจะเป็นแหล่งพลังงานปริมาณมาก หลังจากหลายปีของการปรับปรุง เป็นไปได้ที่จะต่อขนานแหล่งจ่ายไฟเริ่มต้นอาร์คขนาดเล็กกับแหล่งจ่ายไฟอาร์คบำรุงรักษา แหล่งจ่ายไฟเริ่มต้นอาร์คใช้ลวดบางเพื่อพันหลายรอบ ซึ่งสามารถส่งแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 800V เพื่อจุดไฟหลอดแทนทาลัมและสร้างการคายประจุแบบเรืองแสง แหล่งจ่ายไฟอาร์คสามารถส่งกระแสไฟฟ้าได้หลายสิบโวลต์และหลายร้อยแอมแปร์โดยพันลวดหนาที่มีรอบน้อยกว่าเพื่อรักษาเสถียรภาพของการคายประจุแบบแคโทดกลวง เนื่องจากการเชื่อมต่อแบบขนานของแหล่งจ่ายไฟสองเครื่องบนหลอดแทนทาลัม ในระหว่างกระบวนการแปลงจากการคายประจุแบบเรืองแสงที่ผิดปกติเป็นการคายประจุแบบอาร์ค แหล่งจ่ายไฟทั้งสองเครื่องจะเชื่อมต่อและสลับจากแรงดันไฟฟ้าสูงและกระแสไฟฟ้าต่ำเป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำและกระแสไฟฟ้าสูงโดยอัตโนมัติ
- ปรับระดับสูญญากาศอย่างรวดเร็ว ระดับสูญญากาศสำหรับการคายประจุแบบเรืองแสงในหลอดแทนทาลัมอยู่ที่ประมาณ 100Pa และโครงสร้างฟิล์มที่สะสมภายใต้สภาวะสูญญากาศต่ำดังกล่าวจะหยาบอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้น หลังจากจุดไฟการคายประจุแบบอาร์กแล้ว จำเป็นต้องลดปริมาณการไหลของอากาศทันทีและปรับระดับสูญญากาศอย่างรวดเร็วเป็น 8×10-1~2Pa เพื่อให้ได้โครงสร้างฟิล์มเริ่มต้นที่ละเอียด
- แท่นหมุนชิ้นงานติดตั้งรอบห้องเคลือบ โดยชิ้นงานเชื่อมต่อกับขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟอคติ และห้องสูญญากาศเชื่อมต่อกับขั้วบวก เนื่องจากความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าสูงของอาร์คแคโทดกลวง แรงดันไฟฟ้าอคติของชิ้นงานเคลือบไอออนจึงไม่จำเป็นต้องถึง 1,000 โวลต์ โดยปกติคือ 50-200 โวลต์
5. ตั้งคอยล์แม่เหล็กไฟฟ้าโฟกัสรอบ ๆ การยุบตัวของแกน และสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยการใช้กระแสไฟฟ้ากับคอยล์สามารถโฟกัสลำแสงอิเล็กตรอนที่จุดศูนย์กลางของแท่งโลหะ ทำให้ความหนาแน่นของพลังงานของการไหลของอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น
เวลาโพสต์ : 20 ก.ค. 2566