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真空镀膜机多弧离子镀的工作原理及特点

2021-10-20

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       真空镀膜机多弧离子镀工艺广泛应用现实生活中,具有沉积速率快,膜厚均匀,附着力好,效果高,成本低等优点,深受市场镀膜厂家青睐。下面汇成真空小编为大家详细介绍一下真空镀膜机多弧离子镀的工作原理及特点,希望对大家有多帮助:


真空镀膜机


       真空镀膜机多弧离子镀技术的工作原理主要基于冷阴极真空弧光放电理论。多弧离子镀膜机点燃真空电弧后,阴极靶材表面上出现一些不连续、大小和形状多样、明亮的斑点,它们在阴极表面迅速地做不规则的游动,一些斑点熄灭时又有些斑点在其他部位形成,维持电弧的燃烧。阴极斑点的电流密度达104~105A/cm2,并且以1000m/s的速度发射金属蒸气,其中每发射10个电子就可发射1个金属原子,然后这些原子再被电离成能量很高的正离子(如Ti+),正离子在真空室内运行时与其他离子结合(如与N-形成TiN),沉积在工件表面形成涂层。
      真空弧光放电理论认为电量的迁移主要借助于场电子发射和正离子电流,这两种机制同时存在,而且相互制约。在放电过程中,阴极材料大量蒸发,这些蒸发原子产生的正离子在阴极表面附近很短的距离内产生极强的电场,在这样强的电场作用下,电子足以能直接从金属的费米能级逸出到真空,产生所谓的“场电子发射”。

       真空镀膜机多弧离子镀过程的突出特点在于它能产生由高度离化的被蒸发材料组成的等离子体,其中离子具有很高的动能。蒸发、离化、加速都集中在阴极斑点及其附近很小的区域内。其特点如下:
(1)最显著的特点是从阴极直接产生等离子体。
(2)入射粒子能量高,涂层的致密度高,强度和耐久性好。
(3)离化率高,一般可达60%~80%。
(4)沉积速度快,绕镀性好。
(5)设备较为简单,采用低电压电源工作比较安全。
(6)一弧多用,电弧既是蒸发源和离化源,又是加热源和离子溅射清洗的离子源。
(7)外加磁场可以改善电弧放电,使电弧细碎,细化涂层微粒,增加带电粒子的速率,并可以改善阴极靶面刻蚀的均匀性,提高靶材的利用率。