İçi boş katot ark lambasının tutuşması için aşağıdaki koşullar gereklidir:
- Kaplama odasının duvarına tantal tüpten yapılmış içi boş bir katot tabancası monte edilmiştir ve sıcak elektron akışı yaymak için kullanılabilir. Düz tüpün iç çapı φ 6~ φ 15 mm, duvar kalınlığı ise 0,8-2 mm'dir.
- Güç kaynağı, paralel bağlı bir ark başlatma güç kaynağı ve bir ark sürdürme güç kaynağından oluşmaktadır. Ark başlatma güç kaynağının voltajı 800-1000V, ark başlatma akımı ise 30-50A'dır; ark voltajı 40-70V, ark akımı ise 80-300A'dır.
İçi boş katot ark deşarjı süreci, "volt amper karakteristik eğrisi"nde anormal parıldama deşarjından ark deşarjına dönüşüm sürecini izler. Öncelikle, tantal tüpte parıldama deşarjı oluşturmak için 800V'luk bir başlangıç voltajı sağlayan bir güç kaynağı gereklidir. Tantal tüpün içindeki yüksek yoğunluklu argon iyonları, tüpü bombardıman ederek ve ısıtarak sıcak elektronların yayıldığı bir sıcaklığa getirir; bu da büyük miktarda plazma elektron akışına ve içi boş katot ark akımında ani bir artışa neden olur. Daha sonra, ark deşarjını sürdürmek için yüksek akımlı bir güç kaynağına da ihtiyaç duyulur. Parıldama deşarjından ark deşarjına dönüşüm süreci otomatiktir, bu nedenle hem yüksek voltaj hem de yüksek akım üretebilen bir güç kaynağı yapılandırılması gereklidir.
Bu iki gereksinim tek bir güç kaynağında yoğunlaşırsa, yüksek voltaj ve yüksek akım çıkışı sağlamak için güç transformatörünün ikincil çıkış ucuna çok sayıda sarımlı çok kalın teller sarılması gerekir ki bu da büyük hacimli bir güç kaynağı olacaktır. Yıllar süren geliştirmelerden sonra, küçük bir ark başlatma güç kaynağı ile bir bakım ark güç kaynağının paralel bağlanması mümkün hale gelmiştir. Ark başlatma güç kaynağı, tantal tüplerini ateşlemek ve parıldama deşarjı oluşturmak için 800V'luk yüksek voltaj çıkışı sağlayabilen, çok sayıda sarımlı ince teller kullanır; ark güç kaynağı ise içi boş katot ark deşarjının kararlılığını korumak için daha az sarımlı kalın teller kullanarak onlarca volt ve yüzlerce amper akım çıkışı sağlayabilir. Tantal tüplerinde iki güç kaynağının paralel bağlanması nedeniyle, anormal parıldama deşarjından ark deşarjına dönüşüm sürecinde, iki güç kaynağı otomatik olarak bağlanır ve yüksek voltaj ve düşük akımdan düşük voltaj ve yüksek akıma geçiş yapar.
- Vakum seviyesini hızla ayarlayın. Tantal tüplerde parıldayan deşarj için vakum seviyesi yaklaşık 100 Pa'dır ve bu kadar düşük vakum koşullarında biriken film yapısı kaçınılmaz olarak kaba olur. Bu nedenle, ark deşarjı başlatıldıktan sonra, ince bir başlangıç film yapısı elde etmek için hava akış miktarını hemen azaltmak ve vakum seviyesini hızla 8×10⁻¹~2 Pa'ya ayarlamak gerekir.
- İş parçası döner tablası kaplama odasının etrafına monte edilir; iş parçası bias güç kaynağının negatif kutbuna, vakum odası ise pozitif kutbuna bağlanır. İçi boş katot arkının yüksek akım yoğunluğu nedeniyle, iyon kaplamalı iş parçasının bias voltajının 1000V'a ulaşmasına gerek yoktur, genellikle 50-200V yeterlidir.
5. Gan çökmesinin etrafına odaklayıcı bir elektromanyetik bobin yerleştirin ve bobine akım uygulayarak oluşturulan elektromanyetik alan, elektron ışınını metal külçenin merkezinde odaklayarak elektron akışının güç yoğunluğunu artırabilir.
Yayın tarihi: 20 Temmuz 2023