Comúnequipo de recubrimiento al vacío con revestimiento iónico de arco múltipleutiliza bombardeo por arco o limpieza con iones de argón. ¿Cuáles son las diferencias específicas entre los dos?
Uno es la limpieza de iones metálicos y el otro es la limpieza de iones de gas; los niveles de energía son diferentes y los principios también son diferentes. Hoy, Puyuan Vacuum le brindará una introducción detallada:
El revestimiento iónico de arco múltiple utiliza un método de descarga de arco eléctrico para evaporar directamente el metal sobre un cátodo sólido. El material evaporado consta de iones del material catódico emitidos durante la descarga del arco catódico. Este dispositivo no requiere una piscina fundida; el objetivo a evaporar está conectado al cátodo y la cámara de vacío actúa como ánodo. Cuando el electrodo disparador entra en contacto repentina e instantáneamente con el objetivo del cátodo, se induce un arco que genera un punto de arco catódico brillantemente luminoso en la superficie del cátodo. El diámetro del punto es inferior a 100 µm y la densidad de corriente dentro del punto puede alcanzar 10³~10⁷ A/cm². El material en esta región se evapora e ioniza instantáneamente. El punto del arco catódico se mueve aleatoriamente sobre la superficie del cátodo a una velocidad de decenas de metros por segundo. Se utiliza un campo magnético externo para controlar la trayectoria y la velocidad del punto. Para mantener el arco de vacío, generalmente se requiere un voltaje de -20 a -40 V.
El principio del revestimiento de iones multi-arco se basa en la teoría de la descarga de arco al vacío con cátodo frío, que postula que la transferencia de carga durante el proceso de descarga se logra mediante la existencia simultánea y la restricción mutua de dos mecanismos: emisión de electrones de campo y corriente de iones positivos. Durante el proceso de descarga se evapora una gran cantidad de material catódico. Los iones positivos generados por estas moléculas de vapor crean un campo eléctrico extremadamente fuerte a corta distancia cerca de la superficie del cátodo. Bajo la influencia de este fuerte campo eléctrico, los electrones se emiten al vacío como electrones de campo. Los iones positivos pueden representar aproximadamente el 10% de la corriente total del arco. Los iones metálicos atraídos por la superficie del cátodo forman una capa de carga espacial, que a su vez genera un fuerte campo eléctrico, lo que hace que los puntos de la superficie del cátodo con baja función de trabajo (límites de grano o grietas) comiencen a emitir electrones. Los puntos individuales con alta densidad de emisión de electrones tienen una alta densidad de corriente. El calentamiento Joule eleva la temperatura, generando electrones termoiónicos, aumentando aún más la emisión de electrones. Este efecto de retroalimentación positiva provoca una concentración de corriente localizada.
El calentamiento Joule generado por esta concentración de corriente localizada provoca la formación de plasma explosivo localizado en la superficie del material del cátodo, emitiendo electrones e iones y dejando marcas de descarga. También se liberan partículas de material catódico fundido. Algunos de los iones emitidos son atraídos hacia la superficie del cátodo, formando una capa de carga espacial, generando un fuerte campo eléctrico, que a su vez hace que nuevos puntos con baja función de trabajo comiencen a emitir electrones.
La tecnología de equipos de recubrimiento al vacío con revestimiento iónico de arco múltiple tiene las siguientes características:
Ventajas: Puede instalarse arbitrariamente para garantizar un espesor de película uniforme. Un campo magnético externo mejora la descarga del arco; rompe el arco; aumenta la velocidad de rotación; refina las partículas de película; y acelera las partículas cargadas. La alta tasa de ionización de metales es beneficiosa para la uniformidad y adhesión de la película, lo que lo convierte en el proceso óptimo para el recubrimiento iónico. Un solo arco tiene múltiples propósitos: actúa como fuente de evaporación, fuente de purificación previa al bombardeo y fuente de ionización.
Desventajas: A alta potencia, se generan fácilmente partículas metálicas grandes, lo que afecta la calidad del recubrimiento; y se produce inestabilidad en la descarga del arco en algunos materiales objetivo.
Los métodos para reducir la generación de gotas incluyen: reducir la densidad de potencia de descarga, aumentar la velocidad del punto del arco, fortalecer las medidas de enfriamiento del cátodo y emplear filtración magnética.
