Zavedenie vylučovanie pomocou katódového oblúka

Vylučovanie pomocou katódového oblúka depozícia je široko používaný priemyselné proces uplatňovania kvalitný tenký film nátery. Proces je založený na nízkeho napätia, vysoko aktuálne katódovým oblúkom fyziky, ktoré produkujú hustý, vysoko ionizovanej plazmy. Vylučovanie pomocou katódového oblúka usadenín sa vyznačuje takmer 100% ionizované depozície plazmy s relatívne high-energy depozície ióny.

Vylučovanie pomocou katódového oblúka depozície funguje za vákua pomocou špeciálne navrhnuté depozície hlavy. Vylučovanie pomocou katódového oblúka depozície môžu byť prevádzkované buď DC alebo pulzné režimy. V oboch prípadoch platí napájací zdroj napätia, ktorá vytvára oblúk vypúšťanie medzi anódou a katódou. Aktuálne arc je sústredená na malej ploche na katóde, ktorý vytvára extrémne vysoké prúdové hustoty (~ 1012 A/m2) na čo sa všeobecne nazýva "katódové škvrny".

Táto vysoká hustota prúdu je spojená s veľmi vysokým výkonom hustoty (~ 1013 W/m2), ktorá spôsobuje lokalizovaná fázy transformácie pevný cieľ (katóda materiál) takmer úplne ionizované depozície plazmy. Plazma rýchlo expanduje do okolia vákuum smerom k podkladu.

V čase ukladania na podklade plazma má ion rýchlosti s kinetickou energiou asi 20 eV ľahkých prvkov a 200 eV ťažkých prvkov. To môžeme prirovnať k prská, kde energia je nanajvýš pár eV. 

Existuje niekoľko výhod do vyšších ion energie spojené s katódovým oblúkom depozície. Napríklad vylučovanie pomocou katódového oblúka depozície fólie majú tendenciu byť hustejší a majú lepšiu priľnavosť charakteristiky ako filmy vyrobené inými metódami. Uložené atómy pod povrch, zamykanie povlak na povrchu s vysokou priľnavosťou.

Energický ióny vytvorené vylučovanie pomocou katódového oblúka depozície taktiež umožňujú použitie nižších teplotách podkladu v porovnaní s inými procesmi. Toto je pretože vylučovanie pomocou katódového oblúka depozície ióny nesú dostatok energie formulár hustý a kompaktný filmy bez nutnosti dodatočných tepelnej energie poskytnutých substrátu.

Vylučovanie pomocou katódového oblúka depozície vysoká ionizácia frakcie umožní kontrolu materiálu depozície. Napríklad o ovplyvnenie substrátu, môže byť zvýšená energia nárazu iónov na podklade. Plazma prúd môže byť rastered pomocou magnetického poľa, ktoré umožňuje depozície materiál presunúť na povrchu, v priemere povlaku bez pohybu podkladu.

Pre reaktívne usadeniny, vylučovanie pomocou katódového oblúka depozície umožňuje chemicky presné Filmy vyrobené v širokom rozsahu tlaku plynu. To zmierňuje potrebu presné tlaku, ktorý zvyšuje výťažnosť a znižuje reworks, zníženie nákladov na povlak. Naproti tomu reaktívne prská bežne trpí "cieľ otravy," v ktorom kyslík zasahuje na povrchu cieľ a formy oxidov, ovplyvňuje miera prskať. To vytvára jednotnosť problémy s povlakom. Kvôli energie spojené s katódovým oblúkom depozície procesy cieľ otravy sa nevyskytuje tak ľahko, produkovať viac jednotné filmov s menej problémov.

Vylučovanie pomocou katódového oblúka depozície proces produkuje tzv "makro častice" (alebo kvapky) spolu s plazmové nanášanie. Makro častice rozsah vo veľkosti od necelých mikrometra až o 10 mikrometrov v priemere. Pre mnoho aplikácií, náteru (nástroj náterov napríklad) makro čiastočky nie sú škodlivé a nepodniknú žiadne opatrenia na ich odstránenie. Však niektoré aplikácie (napr. optickύch povlakov) makrá rozkladať povlak dostatočne ktoré musia byť odstránené. To sa spravidla dosiahne pomocou 90 stupňa magnetické filtre, ktoré sprievodca depozície plazmy od priamych trajektóriách makier. Pomocou filtra, viac ako 99% makrá sú odstránené, produkovať vysoko-kvalitné, častice nátery.