With positive bias method of taper tube and straight tube composite magnetic field multi arc ion plating, which belongs to the technical field of material surface treatment, the invention solves the problem of large particles and deposited by ion magnetic filtering device for multistage cleaning and arc plasma transmission process in the inner wall of the pipe pollution loss problem. The method of the invention comprises the following steps: 1. The workpiece to be coated is placed on a sample table in the vacuum chamber; the related power is switched on; an external water-cooling system is opened; and two, the film is deposited: the vacuum in the vacuum chamber is less than 10
【技术实现步骤摘要】
内衬正偏压锥形管和直管复合的多级磁场电弧离子镀方法
本专利技术涉及内衬正偏压锥形管和直管复合的多级磁场电弧离子镀方法,属于材料表面处理
技术介绍
在电弧离子镀制备薄膜的过程中,由于弧斑电流密度高达2.5~5×1010A/m2,引起靶材表面的弧斑位置处出现熔融的液态金属,在局部等离子体压力的作用下以液滴的形式喷溅出来,附着在薄膜表面或镶嵌在薄膜中形成“大颗粒”(Macroparticles)缺陷(BoxmanRL,GoldsmithS.Macroparticlecontaminationincathodicarccoatings:generation,transportandcontrol[J].SurfCoatTech,1992,52(1):39-50.)。在电弧等离子体中,由于电子的运动速度远远大于离子的运动速度,单位时间内到达大颗粒表面的电子数大于离子数,使大颗粒呈现负电性。相对于厚度级别为微米或亚微米的薄膜,尺寸在0.1-10微米的大颗粒缺陷就像PM2.5对空气质量的污染一样,对薄膜的质量和性能有着严重的危害。随着薄膜材料和薄膜技术应用的日益广泛,大颗粒缺陷问题的解决与否成为电弧离子镀方法进一步发展的瓶颈,严重制约了其在新一代薄膜材料制备中的应用。目前,为了解决电弧离子镀方法在使用低熔点的纯金属或多元合金材料易产生大颗粒缺陷问题,目前主要采用磁过滤的办法过滤掉大颗粒,如中国专利用于材料表面改性的等离子体浸没离子注入装置(公开号:CN1150180,公开日期:1997年5月21日)中采用90°磁过滤弯管对脉冲阴极弧的大颗粒进行过滤,美国学者A ...
【技术保护点】
内衬正偏压锥形管和直管复合的多级磁场电弧离子镀方法,其特征在于,该方法所使用装置包括偏压电源1、弧电源2、电弧离子镀靶源3、多级磁场装置4、多级磁场电源5、内衬正偏压锥形管和直管复合装置6、正偏压电源7、样品台8、偏压电源波形示波器9和真空室10;该方法包括以下步骤:步骤一、将待处理基体工件置于真空室10内的样品台8上,内衬正偏压锥形管和直管复合装置6与真空室10和多级磁场装置4之间绝缘,工件和样品台8接偏压电源1的负极输出端,电弧离子镀靶源3安装在真空室10上,接弧电源2的负极输出端,多级磁场装置4的各级磁场接多级磁场电源5的各个输出端,正负极接法可以依据输出磁场方向进行确定,内衬正偏压锥形管和直管复合装置6接正偏压电源7的正极输出端,开启外部水冷循环系统;步骤二、薄膜沉积:将真空室10抽真空,待真空室10内的真空度小于10
【技术特征摘要】
1.内衬正偏压锥形管和直管复合的多级磁场电弧离子镀方法,其特征在于,该方法所使用装置包括偏压电源1、弧电源2、电弧离子镀靶源3、多级磁场装置4、多级磁场电源5、内衬正偏压锥形管和直管复合装置6、正偏压电源7、样品台8、偏压电源波形示波器9和真空室10;该方法包括以下步骤:步骤一、将待处理基体工件置于真空室10内的样品台8上,内衬正偏压锥形管和直管复合装置6与真空室10和多级磁场装置4之间绝缘,工件和样品台8接偏压电源1的负极输出端,电弧离子镀靶源3安装在真空室10上,接弧电源2的负极输出端,多级磁场装置4的各级磁场接多级磁场电源5的各个输出端,正负极接法可以依据输出磁场方向进行确定,内衬正偏压锥形管和直管复合装置6接正偏压电源7的正极输出端,开启外部水冷循环系统;步骤二、薄膜沉积:将真空室10抽真空,待真空室10内的真空度小于10-4Pa时,通入工作气体至0.01Pa~10Pa,开启偏压电源1和偏压电源波形示波器9,并调节偏压电源1输出的偏压幅值,脉冲频率和脉冲宽度,偏压电源1输出脉冲的峰值电压值为0~1.2kV,脉冲频率为0Hz~80kHz,脉冲宽度1~90%;开启弧电源2,通过电弧的弧斑运动对电弧离子镀靶源3的表面进行清洗,调节需要的工艺参数,弧电源2输出的电流值为10~300A,通过多级磁场电源5调节多级磁场装置4,保持电弧等离子体在电弧离子镀靶源3稳定产生和对大颗粒缺陷进行过滤消除,使电弧等离子体以较高的传输效率通过多级磁场装置4到达基体表面,进行薄膜的快速沉积,电弧离子镀靶源3和多级磁场装置4通过水冷方式避免工作过程中的温度升高问题;开启正偏压电源7,对内衬正偏压锥形管和直管复合装置6保持直流正偏压,调整输出电压,使内衬正偏压锥形管和直管复合装置6对大颗粒进行吸引,对沉积离子进行排斥,减少等离子体在管内传输过程中的损耗,提高等离子体的传输效率和薄膜的沉积速度;内衬正偏压锥形管和直管复合装置6可以配合多级磁场装置4设计多种结构和进出口布局,各管之间通过螺栓螺母连接固定,便于拆解组装和清理污染物;内衬正偏压锥形管和直管复合装置6与多级磁场装置4之间活动绝缘连接,内衬正偏压锥形管和直管复合装置6可以视表面污染程度及时拆卸清理和安装,避免了无衬板状态下多级磁场装置4的管内壁污染和难于清理的问题,内衬正偏压锥形管和直管复合装置6的长度H和多级磁场装置4的长度相同,内衬正偏压锥形管和直管复合装置6右侧进口处的...
【专利技术属性】
技术研发人员:魏永强,宗晓亚,张华阳,刘学申,刘源,侯军兴,蒋志强,冯宪章,
申请(专利权)人:魏永强,
类型:发明
国别省市:河南,41
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