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​阴极电弧工作稳定性

发布日期:2021-09-24 11:10:26   浏览量 :675
发布日期:2021-09-24 11:10:26  
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电弧稳定性的影响因素:

磁场、阴极表面的清洁程度、靶面的几何尺寸、几何形状及表面状态、阴极靶面的表面温度、电弧电流的大小、真空室内真空度及各组分气体分压种类等。


磁场对电弧稳定性的影响:

在无外加磁场的情况下,  阴极电弧为堆团状。 产生这种堆团状弧斑的原因有二点: 其一是电弧本身产生的自磁压缩。 其二是由于弧斑的集中, 使弧斑下的明极靶面温度极高, 产生大量的热电子发射, 导致弧斑的再集中。 无规则运动的弧斑很容易移到非蒸发面造成电弧的熄灭。磁场设置的是否合理,直接影响到多弧靶工作的特性。


阴极表面的清洁程度对电弧稳定性的影响:

 在相同的放电条件下表面很清洁的阴极引弧比较困难, 而表面有污染的阴极引弧却很容易。阴极表面有污染时容易产生表面的电子发射。一般污物本身含有多种成分,容易发射电子,另一方面受污染的阴极表面其电子的逸出功降低也比较容易产生电子发射。多弧设各的阴极靶源其表面通常含有初始污染(氧化层等), 由于氧可发射大量的电子,初始电弧更容易发生在有污染的地方,  直到表面污染被蒸发完毕才开始正常的靶材蒸发。 所以在靶源的装配过程中, 应保证在清洁的状态下进行,尽量使靶表面特别是非蒸发表面不受污染,防止在非蒸发面起弧,提高靶工作的稳定性和可靠性。另外阴极表面上大量的小孔也会引起对 电弧稳定性的产生严重干扰 。


几何尺寸及几何形状对电弧稳定性的影响:

电弧放电弧斑受到靶源边界的限制。阴极靶面面积越大,可供弧斑移动的区域就越大, 越益于电弧的稳定燃烧。 在磁场设置等条件相同的情況下, 靶源蒸发表面为平面时不容易维持电弧的稳定燃烧,,而将靶面加工成凹面时电弧燃烧比较稳定 。 

 

靶面表面温度对电弧稳定性的影响:

多孤高子镀设备靶源的阴极电弧放电燃烧的稳定性依赖于阴极蒸发表面的温度,  阴极表面温度的降低会带来电弧燃烧很高的稳定性。 所以在多弧靶源的设计中, 应注意给阴极靶以充分的冷却,  最好采用直接水冷, 间接水冷时, 阴极座等相邻部件应选用导热性能良好的材料。


弧电流对电弧稳定性的影响:

阴极斑点上所能承受的电流值是一定的, 阴极斑点数与电弧电流值成正比。 随着电弧电流的增加,阴极斑点的数目也增加,电弧电流越大,电弧斑点数就越多, 灭弧的可能性就越小 。

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表面
稳定性
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