หลักการทำงานของเครื่องชุบไอออนคืออะไร

การเคลือบไอออนเครื่องจักร มีต้นกำเนิดมาจากทฤษฎีที่เสนอโดย DM Mattox ในปี 1960 และเริ่มมีการทดลองที่เกี่ยวข้องในเวลานั้น จนกระทั่งปี 1971 Chambers และคนอื่นๆ ได้เผยแพร่เทคโนโลยีการชุบไอออนด้วยลำแสงอิเล็กตรอน เทคโนโลยีการชุบระเหยปฏิกิริยา (ARE) ได้รับการชี้ให้เห็นในรายงานของ Bunshah ในปี 1972 เมื่อมีการผลิตฟิล์มประเภทแข็งพิเศษ เช่น TiC และ TiN นอกจากนี้ในปี 1972 Smith และ Molley ได้นำเทคโนโลยีแคโทดกลวงมาใช้ในกระบวนการเคลือบ ในช่วงทศวรรษ 1980 การชุบไอออนในจีนในที่สุดก็ถึงระดับของการใช้ในอุตสาหกรรม และกระบวนการเคลือบ เช่น การชุบไอออนแบบหลายอาร์คสูญญากาศและการชุบไอออนแบบปล่อยอาร์คก็ปรากฏขึ้นตามลำดับ

กระบวนการทำงานทั้งหมดของการชุบไอออนสูญญากาศมีดังนี้: ประการแรกปั๊มห้องสูญญากาศแล้วรอความดันสุญญากาศถึง 4X10 ⁻ ³ Paหรือดีกว่าจำเป็นต้องเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟแรงดันสูงและสร้างพื้นที่พลาสม่าอุณหภูมิต่ำของก๊าซปล่อยแรงดันต่ำระหว่างพื้นผิวและเครื่องระเหย เชื่อมต่ออิเล็กโทรดพื้นผิวด้วยแรงดันไฟฟ้าสูงเชิงลบ 5,000V DC เพื่อสร้างการปล่อยแสงของแคโทด ไอออนของก๊าซเฉื่อยจะถูกสร้างขึ้นใกล้กับพื้นที่เรืองแสงเชิงลบ พวกมันเข้าไปในพื้นที่มืดของแคโทดและถูกเร่งโดยสนามไฟฟ้าและโจมตีพื้นผิวของพื้นผิว นี่คือกระบวนการทำความสะอาด จากนั้นจึงเข้าสู่กระบวนการเคลือบ ผ่านผลของความร้อนจากการโจมตี วัสดุชุบบางส่วนจะระเหย พื้นที่พลาสม่าเข้าสู่โปรตอน ชนกับอิเล็กตรอนและไอออนของก๊าซเฉื่อย และส่วนเล็ก ๆ ของพวกมันจะแตกตัวเป็นไอออน ไอออนที่แตกตัวเป็นไอออนเหล่านี้ที่มีพลังงานสูงจะโจมตีพื้นผิวฟิล์มและปรับปรุงคุณภาพของฟิล์มในระดับหนึ่ง

หลักการของการชุบไอออนสูญญากาศคือ: ในห้องสูญญากาศ โดยใช้ปรากฏการณ์การปลดปล่อยก๊าซหรือส่วนที่แตกตัวเป็นไอออนของวัสดุที่ระเหย ภายใต้การโจมตีของไอออนของวัสดุที่ระเหยหรือไอออนของก๊าซ เคลือบสารที่ระเหยเหล่านี้หรือสารตั้งต้นของสารเหล่านั้นพร้อมกันบนพื้นผิวเพื่อให้ได้ฟิล์มบาง การเคลือบไอออนเครื่องจักรผสมผสานการระเหยสูญญากาศ เทคโนโลยีพลาสม่า และการคายประจุด้วยก๊าซ ซึ่งไม่เพียงแต่ปรับปรุงคุณภาพของฟิล์มเท่านั้น แต่ยังขยายขอบเขตการใช้งานของฟิล์มอีกด้วย ข้อดีของกระบวนการนี้ ได้แก่ การเลี้ยวเบนที่แข็งแกร่ง การยึดเกาะฟิล์มที่ดี และวัสดุเคลือบต่างๆ หลักการของการชุบไอออนได้รับการเสนอครั้งแรกโดย DM Mattox มีการชุบไอออนหลายประเภท ประเภทที่พบมากที่สุดคือการให้ความร้อนด้วยการระเหย รวมถึงการให้ความร้อนด้วยความต้านทาน การให้ความร้อนด้วยลำแสงอิเล็กตรอน การให้ความร้อนด้วยลำแสงอิเล็กตรอนพลาสม่า การให้ความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำความถี่สูง และวิธีการให้ความร้อนอื่นๆ