Для запалювання дугової лампи з порожнистим катодом необхідні такі умови:
- На стінці камери покриття встановлена порожниста катодна гармата, виготовлена з танталової трубки, яка може використовуватися для випромінювання потоку гарячих електронів. Внутрішній діаметр плоскої трубки становить φ 6 ~ φ 15 мм, а товщина стінки - 0,8-2 мм.
- Джерело живлення складається з паралельно з'єднаних джерела живлення для запалювання дуги та джерела живлення для підтримки дуги. Напруга джерела живлення для запалювання дуги становить 800-1000 В, а струм запалювання дуги – 30-50 А; напруга дуги – 40-70 В, а струм дуги – 80-300 А.
Процес дугового розряду з порожнистим катодом відповідає процесу перетворення від аномального тліючого розряду до дугового розряду за «вольт-амперною характеристикою». По-перше, необхідне джерело живлення, щоб забезпечити початкову напругу 800 В для генерації тліючого розряду в танталовій трубці. Іони аргону високої щільності всередині танталової трубки бомбардують і нагрівають трубку до температури, при якій випускаються гарячі електрони, що призводить до великого потоку плазмових електронів і раптового збільшення струму дуги з порожнистим катодом. Потім також необхідне джерело живлення високого струму для підтримки дугового розряду. Процес перетворення від тліючого розряду до дугового розряду відбувається автоматично, тому необхідно налаштувати джерело живлення, яке може видавати як високу напругу, так і високий струм.
Якщо ці дві вимоги зосереджені на одному джерелі живлення, вторинний вихідний кінець силового трансформатора повинен бути намотаний дуже товстими дротами на багато витків, щоб видавати високу напругу та високий струм, що буде джерелом живлення великого об'єму. Після років удосконалення стало можливим паралельне підключення невеликого джерела живлення для запуску дуги з джерелом живлення для підтримки дуги. Джерело живлення для запуску дуги використовує тонкі дроти для намотування кількох витків, що може видавати високу напругу 800 В для запалювання танталових трубок та генерації тліючого розряду; джерело живлення дуги може видавати десятки вольт і сотні ампер струму, намотуючи товстий дріт з меншою кількістю витків, щоб підтримувати стабільність дугового розряду з порожнистим катодом. Завдяки паралельному з'єднанню двох джерел живлення на танталових трубках, під час процесу перетворення з аномального тліючого розряду на дуговий, два джерела живлення автоматично з'єднуються та перемикаються з високої напруги та низького струму на низьку напругу та високий струм.
- Швидко відрегулюйте рівень вакууму. Рівень вакууму для тліючого розряду в танталових трубках становить близько 100 Па, і структура осадженої плівки за таких умов низького вакууму неминуче є грубою. Тому після запалювання дугового розряду необхідно негайно зменшити кількість повітряного потоку та швидко відрегулювати рівень вакууму до 8×10⁻¹~²Па, щоб отримати початкову тонку структуру плівки.
- Поворотний стіл для заготовки встановлюється навколо камери нанесення покриття, при цьому заготовка підключається до негативного полюса джерела живлення зміщення, а вакуумна камера – до позитивного полюса. Завдяки високій щільності струму дуги з порожнистим катодом, напруга зміщення заготовки з іонним покриттям не повинна досягати 1000 В, зазвичай це 50-200 В.
5. Встановіть фокусуючу електромагнітну котушку навколо колапсу Gan, і електромагнітне поле, що генерується подачею струму на котушку, може фокусувати електронний промінь у центрі металевого злитка, збільшуючи щільність потужності електронного потоку.
Час публікації: 20 липня 2023 р.