August 10, 2018
Arc Dependent چیست؟
رسوب قوس کاتدی یا Arc-PVD یک تکنیک رسوبدهی بخار فیزیکی است که در آن یک قوس الکتریکی برای تبخیر مواد از یک هدف کاتد مورد استفاده قرار می گیرد. سپس ماده تبخیر شده روی یک سوبسترا متصل می شود و یک فیلم نازک تشکیل می دهد . این تکنیک می تواند برای فیلم های فلزی ، سرامیکی و کامپوزیتی استفاده شود .
فرآیند سپر قوس کاتدی:
فرآیند تبخیر قوس شروع می شود با کشیدن جریان الکتریکی با ولتاژ بالا در سطح کاتد (که به عنوان هدف شناخته می شود) شروع می شود و موجب ایجاد یک کوچک (معمولا چند میکرومتر )، ناحیه پرتوی شدید و شناخته شده به عنوان کاتد نقطه دمای موضعی در نقطه کاتد بسیار بالا است (حدود 15000 درجه سانتیگراد)، که منجر به جابجایی با سرعت بالا (10 کیلومتر بر ثانیه) از مواد کاتدی پر از آب می شود و یک دهانه در پشت سطح کاتد قرار می گیرد. نقطه کاتد تنها برای مدت کوتاهی فعال است، سپس آن را خاموش می کند و دوباره در یک منطقه جدید نزدیک به دهانه قبلی قرار می گیرد. این رفتار باعث حرکت ظاهری قوس می شود.
همانطور که قوس اساسا یک هادی هدایت جریان است، می توان آن را با استفاده از یک میدان الکترومغناطیسی تحت تاثیر قرار داد ، که در عمل به سرعت به حرکت قوس بر روی کل سطح هدف، به طوری که سطح کل در طول زمان فرسوده است.
قوس دارای چگالی بسیار بالایی است که منجر به سطح بالایی از یونیزاسیون (30-100٪)، یون های چند بار، ذرات خنثی، خوشه ها و ذرات جامد (قطرات) می شود. اگر در طی فرآیند تبخیر یک گاز واکنشی معرفی شود، در اثر متقابل با شار یون ، جداسازی ، یونیزاسیون و تحریک می تواند اتفاق بیفتد و یک فیلم ترکیبی باقی می ماند.
یک ناپایدار فرآیند تبخیر قوس این است که اگر نقطه کاتد در یک نقطه تبخیر برای مدت زمان طولانی باقی بماند، می تواند مقدار زیادی از ذرات کوچک یا قطرات را از بین ببرد. این قطرات برای عملکرد پوشش مضر هستند زیرا آنها ضعیف هستند و می توانند از طریق پوشش گسترش پیدا کنند. بدتر اینکه اگر مواد هدف کاتد دارای نقطه ذوب پایین مانند آلومینیوم باشد ، نقطه کاتد می تواند از طریق هدف تبخیر شود و در نتیجه یا مواد تبخیری مورد هدف قرار می گیرند یا آب خنک کننده وارد اتاق می شوند. بنابراین، میدان های مغناطیسی که قبلا ذکر شد، برای کنترل حرکت قوس استفاده می شوند. اگر کاتد های استوانه ای استفاده می شود، کاتد ها نیز می توانند در طول رسوب چرخانده شوند. با اجازه دادن به نقطه کتد در یک موقعیت باقی می ماند، می توان از اهداف آلومینیومی بیش از حد بلند استفاده کرد و تعداد قطره ها کاهش می یابد. بعضی از شرکت ها از قوس های فیلتر شده استفاده می کنند که از میدان مغناطیسی برای جدا کردن قطرات از شار پوشش استفاده می کنند.
اعمال رسوب شعاع کاتدی:
رسوب کربن کاتدیک به طور فعال برای سنتز فیلم بسیار سخت برای حفاظت از سطح ابزار برش و به طور قابل توجهی زندگی خود را افزایش می دهد. طیف گسترده ای از فیلم های نازک سخت، پوشش های فوق العاده و پوشش های نانوکامپوزیتی می تواند با استفاده از این فن آوری از جمله TiN ، TiAlN ، CrN ، ZrN ، AlCrTiN و TiAlSiN سنتز شود .
این نیز بسیار گسترده است به ویژه برای رسوب کربن یون برای تولید الماس مانند فیلم کربن استفاده می شود . از آنجایی که یونها از سطح به صورت سطحی به بیرون ریخته میشوند ، معمولا نه تنها اتمهای تک، بلکه خوشههای بزرگتری از اتمها نیز از بین میرود. بنابراین، این نوع سیستم نیاز به یک فیلتر برای حذف خوشه های اتم از پرتو قبل از رسوب است. فیلم DLC از سوراخ های فیلتر شده حاوی درصد بسیار بالایی از الماس sp 3 است که به عنوان کربن آمورف تترآوردر یا ta-C شناخته می شود .
قوس کاتدی تصفیه شده را می توان به عنوان منبع یون / پلاس فلزی برای ایمپلنت های یون و جابجایی و رسوب گیری یون پلاسما (PIII و D) استفاده کرد.
کاتد کمان کاتدیک و کادمهر قوسی استوانه ای به طور گسترده ای برای پوشش های تزئینی مختلف PVD استفاده می شود.
طراحی چندکاره خلاء خلاء:
منبع قوس کاتدی کاتالیست Sablev که بیشترین استفاده را در غرب دارد، شامل یک هدف هدایت الکتریکی استوانه ای کوچک در کاتد با یک انتهای باز است. این هدف دارای یک حلقه فلز الکتریکی شناور است که به عنوان یک حلقه قوس قوس (سپر Strel'nitskij) کار می کند. آند برای سیستم می تواند یا دیوار محفظه خلاء یا یک آندره گسسته باشد. لکه های قوس بوسیله ماشه مکانیکی (یا آتش سوزی) ایجاد می شود که در انتهای باز هدف ایجاد می شود و یک اتصال کوتاه موقت بین کاتد و آند برقرار می شود. پس از تولید لکه های قوس، می توان از طریق میدان مغناطیسی هدایت شده یا به طور تصادفی به علت عدم وجود میدان مغناطیسی حرکت می کند.
فیلتر عصاره مرکزی مجتمع مجتمع آکسنوف با استفاده از اصول نوری پلاسما که توسط AI Morozov طراحی شده است
پرتو پلاسما از منبع کات کاتکیک شامل برخی از خوشه های بزرگتری از اتم ها یا مولکول ها (به اصطلاح ذرات بزرگ) است که مانع از آن می شود مفید برای برخی از برنامه های کاربردی بدون نوع فیلتر. طرح های زیادی برای فیلترهای ذرات جامد وجود دارد و طراحی مورد مطالعه بر اساس کارهای انجام شده توسط II آکسنوف و همکاران انجام شده است. در 70 سالگی این شامل یک لوله کانال چهار ضلعی است که در 90 درجه از منبع قوس خم می شود و پلاسما به وسیله اصول اپتیک پلاسما از کانال هدایت می شود.
همچنین طرح های جالب دیگر مانند طراحی هایی وجود دارد که یک فیلتر کانال مستقیم ساخته شده با کاتد شکل مخروطی کوتاه را در اختیار دارد که توسط دهیار کاپفوف در دهه 90 گزارش شده است. این طراحی تا کنون بسیار محبوب در بین همتایان نازک سخت فیلم و محققان در روسیه و کشورهای اتحاد شوروی سابق بوده است. منبع قوس کاتدیک را می توان به شکل لوله ای طولانی (قوس توسعه یافته) یا شکل مستطیلی طولانی ساخته، اما هر دو طرح کمتر محبوب هستند.
لطفا با توجه به تقاضای شما و برنامه های کاربردی، از Royal Technology دعوت کنید. تیم ما افتخار دارد که به شما با شور و شوق و روش ما خدمت کند.
