Điều kiện cho lớp phủ ion catốt rỗng

Các điều kiện sau đây là cần thiết để đốt cháy ánh sáng hồ quang catốt rỗng:

1. Trên thành buồng phủ lắp súng catốt rỗng làm bằng ống tantalum, có thể dùng để phát ra dòng electron nóng, đường kính trong của ống dẹt là φ 6~ φ 15mm, độ dày thành 0,8-2mm.

1. Nguồn điện bao gồm nguồn điện khởi động hồ quang và nguồn điện duy trì hồ quang song song. Điện áp của nguồn điện đánh hồ quang là 800-1000V, dòng điện đánh hồ quang là 30-50A; Điện áp hồ quang là 40-70V, dòng điện hồ quang là 80-300A.

Quá trình phóng điện hồ quang catốt rỗng tuân theo quá trình chuyển đổi từ phóng điện phát sáng bất thường sang phóng điện hồ quang trong “đường cong đặc tính volt ampe”. Đầu tiên, cần có nguồn điện để cung cấp điện áp khởi động 800V để tạo ra phóng điện phát sáng trong ống tantalum. Các ion argon mật độ cao bên trong ống tantalum bắn phá và làm nóng ống đến nhiệt độ phát ra các electron nóng, dẫn đến một lượng lớn dòng electron plasma và làm tăng đột ngột dòng điện của hồ quang catốt rỗng. Sau đó, cũng cần có nguồn điện có dòng điện cao để duy trì phóng điện hồ quang. Quá trình chuyển đổi từ phóng điện phát sáng sang phóng điện hồ quang là tự động, vì vậy cần phải cấu hình nguồn điện có thể tạo ra cả điện áp cao và dòng điện cao.

Nếu hai yêu cầu này tập trung vào một nguồn điện duy nhất, đầu ra thứ cấp của máy biến áp nguồn phải được quấn bằng dây rất dày nhiều vòng để tạo ra điện áp cao và dòng điện lớn, đây sẽ là nguồn điện có khối lượng lớn. Sau nhiều năm cải tiến, có thể song song hóa nguồn điện khởi động hồ quang nhỏ với nguồn điện hồ quang bảo trì. Nguồn điện khởi động hồ quang sử dụng dây mỏng để quấn nhiều vòng, có thể tạo ra điện áp cao 800V để đốt cháy các ống tantalum và tạo ra phóng điện hồ quang; Nguồn điện hồ quang có thể tạo ra hàng chục vôn và hàng trăm ampe dòng điện bằng cách quấn một dây dày với ít vòng hơn để duy trì sự ổn định của phóng điện hồ quang catốt rỗng. Do kết nối song song hai nguồn điện trên ống tantalum, trong quá trình chuyển đổi từ phóng điện hồ quang bất thường sang phóng điện hồ quang, hai nguồn điện sẽ tự động kết nối và chuyển từ điện áp cao và dòng điện thấp sang điện áp thấp và dòng điện cao.

1. Nhanh chóng điều chỉnh mức chân không. Mức chân không cho phóng điện phát sáng trong ống tantalum là khoảng 100Pa, và cấu trúc màng lắng đọng trong điều kiện chân không thấp như vậy chắc chắn là thô. Do đó, sau khi đốt cháy phóng điện hồ quang, cần phải giảm ngay lượng luồng không khí và nhanh chóng điều chỉnh mức chân không đến 8×10-1~2Pa để có được cấu trúc màng ban đầu mịn.

1. Bàn xoay phôi được lắp đặt xung quanh buồng phủ, phôi được kết nối với cực âm của nguồn điện phân cực và buồng chân không được kết nối với cực dương. Do mật độ dòng điện cao của hồ quang catốt rỗng, điện áp phân cực của phôi được phủ ion không cần phải đạt tới 1000V, thường là 50-200V.

5. Đặt một cuộn dây điện từ hội tụ xung quanh Gan collapse, và trường điện từ được tạo ra bằng cách cung cấp dòng điện cho cuộn dây có thể hội tụ chùm tia điện tử vào tâm thỏi kim loại, làm tăng mật độ công suất của dòng điện tử.