ภาพรวมของการเคลือบด้วยไอออนอาร์คแคโทดสุญญากาศ

ไอออนอาร์คแคโทดสุญญากาศcoating ย่อมาจาก vacuum arccoหากใช้แหล่งกำเนิดการระเหยด้วยอาร์คสุญญากาศ (เรียกว่าแหล่งกำเนิดอาร์ค) สองแหล่งขึ้นไป จะเรียกว่าการระเหยด้วยอาร์คหลายแหล่งcoating หรือ multi arccoเป็นเทคโนโลยีการเคลือบไอออนในสุญญากาศที่ใช้การปล่อยประจุอาร์คในสุญญากาศเป็นแหล่งกำเนิดการระเหย แตกต่างจากการปล่อยประจุอิเล็กตรอนร้อนของแคโทดกลวง รูปแบบของอาร์คคือการก่อตัวของจุดอาร์คแคโทดบนพื้นผิวของแคโทดเย็น

ลักษณะเฉพาะของไอออนอาร์คแคโทดสุญญากาศcoการกำหนดมีดังนี้:

(1) แหล่งกำเนิดการระเหยคือเป้าหมายแคโทดแข็ง ซึ่งสร้างพลาสมาโดยตรงจากแหล่งเป้าหมายแคโทดโดยไม่ต้องใช้บ่อหลอมเหลว แหล่งเป้าหมายอาร์คสามารถจัดเรียงในทิศทางใดก็ได้และมีหลายแหล่งเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเคลือบที่สม่ำเสมอ

(2) โครงสร้างอุปกรณ์ค่อนข้างเรียบง่าย ไม่จำเป็นต้องใช้ก๊าซทำงานหรือวิธีการไอออนไนเซชันเสริม แหล่งกำเนิดเป้าหมายอาร์คไม่เพียงแต่เป็นแหล่งระเหยสำหรับวัสดุแคโทดเท่านั้น แต่ยังเป็นแหล่งกำเนิดไอออนอีกด้วย ในระหว่างการตกตะกอนแบบปฏิกิริยา จะมีเพียงก๊าซปฏิกิริยาเท่านั้น และบรรยากาศจะถูกควบคุมโดยใช้การควบคุมความดันเต็มรูปแบบที่เรียบง่าย

(3) อัตราการแตกตัวเป็นไอออนสูง โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 60%~80% และอัตราการตกตะกอนสูง

(4) พลังงานไอออนตกกระทบสูง และแรงยึดเกาะระหว่างฟิล์มกับพื้นผิวของฟิล์มที่ตกตะกอนนั้นดี

(5) การใช้แหล่งจ่ายไฟแรงดันต่ำเพื่อการทำงานที่ปลอดภัย

(6) สามารถเคลือบฟิล์มโลหะ ฟิล์มโลหะผสม ทำปฏิกิริยาและสังเคราะห์ฟิล์มสารประกอบต่างๆ (สารประกอบแอมโมเนีย คาร์ไบด์ ออกไซด์) และแม้กระทั่งสังเคราะห์ฟิล์ม DLC ฟิล์ม CN เป็นต้น ข้อเสียคือ ในระหว่างการเคลือบ หยดของเหลวขนาดเล็กจะกระเด็นจากพื้นผิวเป้าหมาย ซึ่งจะควบแน่นในชั้นฟิล์มที่เคลือบและเพิ่มความหยาบของชั้นฟิล์ม ปัจจุบันมีการศึกษาวิธีการที่มีประสิทธิภาพหลายวิธีเพื่อลดและกำจัดหยดขนาดเล็กเหล่านี้

ไอออนอาร์คสุญญากาศcoเทคโนโลยีการเคลือบได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการเคลือบสารป้องกันความแข็งพิเศษสำหรับเครื่องมือและแม่พิมพ์ ระบบฟิล์มประกอบด้วย TiN, ZrN, HfN, TiAIN, TiC, TiNC, CrN, Al2O3, DLC เป็นต้น ผลิตภัณฑ์ที่เคลือบได้แก่ เครื่องมือ แม่พิมพ์ เป็นต้น ในส่วนของการเคลือบป้องกันเลียนแบบทองคำและสีตกแต่ง ระบบฟิล์มประกอบด้วย TiN, ZrN, TiAIN, TiAINC, TC, TiNC, DLC, Ti-ON, TONC, ZrCN, Zr-ON เป็นต้น ระบบฟิล์มสีประกอบด้วย สีดำปืน สีดำ สีม่วง สีน้ำตาล สีน้ำเงิน สีเขียว สีเทา เป็นต้น

ไอออนอาร์คหลายตัวcoการเคลือบผิวมีประโยชน์ใช้สอยหลากหลายและใช้งานได้จริงอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเคลือบฟิล์มแข็งเพื่อความสวยงามและทนต่อการสึกหรอลงบนพื้นผิวของวัสดุต่างๆ เช่น เครื่องมือตัด แม่พิมพ์ และแผ่นสแตนเลส