Was ist das Arbeitsprinzip der kathodischen Lichtbogen-Ionenplattierung?

Zunächst einmal befindet sich die Lichtbogenzündnadel (Anode) mit positivem Potential in der Nähe des Targets (Kathode) mit negativem Potential. Wenn der Abstand zwischen Anode und Kathode klein genug ist, wird das Gas zwischen den beiden Elektroden zerlegt, wodurch ein Lichtbogenstrom entsteht, der dem Lichtbogenzünden beim Elektroschweißen ähnelt. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Teil von N2 ionisiert, um Stickstoffkationen und Elektronen zu bilden.

Angezogen von der elektrischen Feldstärke fliegt das Stickstoffkation zur Kathode in der Nähe des Targets, und das Elektron fliegt zur Lichtbogenzündnadel. Die Masse des Ions ist jedoch viel größer als die des Elektrons. Daher ist bei gleicher elektrischer Feldstärke die Bewegungsstrecke des Elektrons größer als die des Kations. Wenn das Elektron die Anode erreicht, erreicht das Ion daher nicht das Kathodentarget, sondern fliegt zur Lichtbogenzündnadel. Die positive Ionenakkumulationsschicht wird nahe der Targetoberfläche gebildet.

Der Abstand zwischen dem Kation und der Kathoden-Target-Oberfläche ist sehr klein, bis zu einem Mikrometer-Niveau. Aus e = u / D ist ersichtlich, dass zu diesem Zeitpunkt das elektrische Feld im Raum extrem hoch ist, was die Elektronen aus dem Target „herausziehen“ wird. Die "gezogenen" Elektronen fliegen vom Kathodentarget zur Akkumulationsschicht für positive Ionen und bilden einen Strom. Die Stapelschicht wird mit der Zieloberfläche verbunden und nahe der Zieloberfläche wird ein Lichtbogen erzeugt.

Gleichzeitig werden die positiven Ionen von der Kathoden-Targetoberfläche angezogen, wodurch die positiven Ionen die Targetoberfläche bombardieren und Sputtern erzeugen. Da die entweder verdampften oder gesputterten Filmpartikel die Akkumulationsschicht für positive Ionen passieren müssen und dabei aus der Kathoden-Targetoberfläche herausfliegen, werden die Filmpartikel durch den Lichtbogen an der Targetoberfläche beeinflusst, also die meisten Partikel am Werkstück ankommen, befinden sich im ionischen Zustand.

Die negative Vorspannung wird normalerweise an das Werkstück angelegt, sodass die positiven Ionen unter der Wirkung der elektrischen Feldkraft zum Werkstück fliegen und das Werkstück bombardieren Hersteller von DLC-Beschichtungsmaschinen . Dieses Bombardement verbessert die Haftung des Films und macht die Reibung dicht, was sehr vorteilhaft ist, um die Qualität des Films zu verbessern.

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