August 10, 2018
Quel est arc cathodique Depositon ?
Le dépôt cathodique d'arc ou l'arc-PVD est une technique physique de dépôt en phase vapeur dans laquelle un arc électrique est employé pour vaporiser le matériel d'une cible de cathode. Le matériel vaporisé condense alors sur un substrat, formant une couche mince. La technique peut être employée pour déposer les films métalliques, en céramique, et composés.
Processus cathodique de depositon d'arc :
Arc évaporation processus commence par frappant de à forte intensité, bas tension arc sur surface de cathode (connu sous le nom de cible) que provoque un petit (habituellement quelques micromètres au loin), secteur de émission fortement énergique connu sous le nom de tache de cathode. La température localisée à la tache de cathode est extrêmement haute (°C) environ 15000, qui des résultats dans un jet de la vitesse élevée (10 km/s) de matériel vaporisé de cathode, laissant un cratère derrière sur la surface de cathode. La tache de cathode est seulement en activité pendant une courte période, puis elle auto-s'éteint et re-met à feu dans un nouveau secteur près du cratère précédent. Ce comportement cause le mouvement apparent de l'arc.
Car l'arc est fondamentalement un conducteur de transport actuel qu'il peut être influencé par l'application d'un champ électromagnétique, qui dans la pratique est employé pour déplacer rapidement l'arc au-dessus de la surface entière de la cible, de sorte que toute la surface soit érodée au fil du temps.
L'arc a une densité de puissance extrêmement élevée ayant pour résultat un haut niveau de l'ionisation (30-100%), des ions chargés par multiple, des particules neutres, des groupes et des macro-particules (gouttelettes). Si un gaz réactif est présenté pendant le processus d'évaporation, la dissociation, l'ionisation et l'excitation peuvent se produire pendant l'interaction avec le flux d'ion et un film composé sera déposé.
On du côté incliné du processus d'évaporation d'arc est que si les séjours de tache de cathode à un point évaporatif trop longtemps il peuvent éjecter un grand nombre de macro-particules ou de gouttelettes. Ces gouttelettes portent préjudice à la représentation du revêtement car elles sont mal adhérées et peuvent avancer à travers le revêtement. Plus mauvais si le matériel de cible de cathode a un bas point de fusion tel que l'aluminium la tache de cathode peut encore s'évaporer par la cible ayant pour résultat le matériel de plat de support de cible étant évaporé ou l'eau de refroidissement entrant dans la chambre. Par conséquent, des champs magnétiques comme mentionnés précédemment sont employés pour commander le mouvement de l'arc. Si des cathodes cylindrique sont utilisées les cathodes peuvent également être tournées pendant le dépôt. En ne permettant pas à la tache de cathode de rester dans les cibles en aluminium trop longues d'une position peut être employé et le nombre de gouttelettes est réduit. Quelques sociétés emploient également les arcs filtrés qui emploient des champs magnétiques pour séparer les gouttelettes du flux de revêtement.
Application cathodique de dépôt d'arc :
Le dépôt cathodique d'arc est activement employé pour synthétiser le film extrêmement dur pour protéger la surface des outils de coupe et pour prolonger leur vie de manière significative. Une grande variété de dur-film mince, de revêtements Superhard et de revêtements de nanocomposite peuvent être synthétisés par cette technologie comprenant l'étain, le TiAlN, le CrN, le ZRN, l'AlCrTiN et le TiAlSiN.
Ceci est également employé tout à fait intensivement en particulier pour que le dépôt d'ion de carbone crée les films diamantaires de carbone. Puisque les ions sont soufflés de la surface ballistique, elle est commune pour non seulement les atomes simples, mais les plus grands groupes d'atomes à éjecter. Ainsi, ce genre de système exige d'un filtre d'enlever des amas d'atomes de la poutre avant le dépôt. Le film de DLC du filtrer-arc contient le pourcentage extrêmement élevé du diamantde PS3 qui est connu en tant que carbone amorphe tétraédrique, ou des ventres-c.
L'arc cathodique filtré peut être employé en tant que source d'ion/plasma en métal pour l'implantation ionique d'implantation ionique et d'immersion de plasma et le dépôt (PIII&D).
Les cathodes cathodiques rondes d'arc et la cathode cylindrique d'arc sont très utilisées pour différents revêtements décoratifs de PVD.
La conception d'arc du dispositif d'enduction multi de vide :
Le type source cathodique de Sablev d'arc, qui est le plus très utilisé dans l'ouest, se compose d'une cible conductrice électrique de forme cylindrique courte à la cathode avec une extrémité ouverte. Cette cible a un fonctionnement entouré par anneau de électrique-flottement en métal comme anneau d'emprisonnement d'arc (bouclier de Strel'nitskij). L'anode pour le système peut être le mur de puits à dépression ou une anode discrète. Des taches d'arc sont produites par le déclencheur mécanique (ou la bougie) heurtant sur l'extrémité ouverte de la cible faisant temporairement un court-circuit entre la cathode et l'anode. Après les taches d'arc étant produit elles peuvent être orientées par le champ magnétique ou le mouvement aléatoirement en l'absence du champ magnétique.
Filtre de macroparticle de conduit de Quart-tore d'Aksenov utilisant des principes optiques de plasma qui a été développé par A.I. Morozov
La poutre de plasma de la source cathodique d'arc contient quelques plus grands groupes d'atomes ou de molécules (soi-disant macro-particules), qui l'empêchent d'être utile pour quelques applications sans un certain genre de filtrage. Il y a beaucoup de conceptions pour des filtres de macro-particule et la conception la plus étudiée est basée sur le travail par I.I. Aksenov et autres en quelques années 70. Elle se compose d'un coude de conduits de quart-tore à 90 degrés de la source d'arc et le plasma est guidé hors du conduit par principe de l'optique de plasma.
Il y a également d'autres conceptions intéressantes telles qu'une conception qui incorpore un élément droit de filtre de conduit avec la cathode de forme de cône tronqué comme rapporté par D.A. Karpov pendant les années 90. Cette conception est devenue tout à fait populaire parmi les les deux les dispositifs d'enduction et chercheurs minces de dur-film dans des pays de la Russie et de l'EX-URSS jusqu'ici. La source cathodique d'arc peut être transformée en longue forme tubulaire (prolongé-arc) ou longue forme rectangulaire mais les deux conceptions sont moins populaires.
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