磁场对阴极电弧离子镀膜特性的影响

第 22集 中国科学院电工研究所 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 集 No．22 I99I 1】月 Bulle~in of Insti Lute of Elec Lrical Engineerlng，Academ ia Siniea Nov．1991 ＼ 磁埸对阴极电弧离子镀膜特性的影响 研究生：任侠 导师：共振华 摘 要 本文就外磁场 (包括与阴极表面平行的横向磁场和与阴极表面垂直的纵 向磁场)对 阴极 电孤离子镀膜特性的影响进行了研究。首先对横向磁场均匀可调的受控 电弧模型源 进行了实验研究，结果表明：优化的横向磁场．能使孤斑运动速_度 加快，电孤 电压升 高．膜层中液滴量可得到控制，成膜质量和沉积速率都得到提高。然后从理论上对纵向 磁场对阴极 电弧离子镀 中弧斑及成膜特性进行了分析．认为纵向磁场对于稳孤有一定作 用，但却使膜层 中液滴量增加，成膜速 率及成膜质量下降，田此，在阴极 电孤 离 子 镀 中．不宜采用较大的纵向磁场。在上述分析的基础上，提出了一种新型的阴极电孤离子 镀蒸发源 比当前广泛应用的离子豫具有明显的优越性。 一 、 引 言 真空电弧离予镀膜是近年来发展起来的一种新：型镀膜方法 ，已展示出很大的经济效 益和工业应用前景 它比以往的离子镀膜方法有 以下几个优点：① 一弧多用，可以通 过调节被镀工件上的偏压来实现对工件的清洗、加热和镀膜，这样就大大简化了镀膜的 过程}② 可以实现基本上常温蒸镀，因而扩大了可镀工件的范围 ③ 蒸发速率高并 且可调，镀氨化钛膜时能达 1 00--100000A／s的沉积速率⋯。在相 同的偏压 下，可 通 过调节电弧电流的方法，较方便地改变蒸发速率j④ 由于是 固相直接燕镀，弧源安放 灵活．可使真空室向积木式和组合式发展，有利于大工件和大批量镀膜 ⑤ 可以实现 一 源藕镀多元合金 ，制备复合膜}⑥ 离化率高，一般 为 5o --70 j⑦ 入 射 粒子能量高，对于钛离子能量可达 30—80eV ，使得其成膜致密度高，强度和耐久 性 好，基体和膜界面产生了原予扩散，因而膜层的附着力较大。 真空电弧离子镀的阴极弧斑在工作时，除产生金属原予和离子 外，还产生金属的液 滴，因而，如果处理不当，将会对成膜质量有严重的影响，这也是 当前这种技术遇到的 最 大问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 影响液滴的因素很多，可以通过多种方法来控制 。但是在工业生产中可方便控制的 就是外加横向磁场 国际上刚刚产生的受控电弧离子镀膜，从原理上说，就是在弧诼上 加入一适当的横向磁场，来控制阴极弧斑在阴极面上的运动。受控 电弧离寻 镀膜可以大 幅度地减少液滴量、减小液滴尺寸、提高膜层寿命，并使一些普通真空电弧 离 予 镀 膜 (又叫自由电弧离子镀膜，弧斑在阴极表面 自由地运动)不能实现或很难实现的燕镀成 ●■■I ．I‘ 维普资讯 http://www.cqvip.com 】991年 l1月 磁场对阴极 电 离子镀膜特性的影响 为现实。受控电弧离予镀膜是真空电弧离子镀膜的进一步发展，也是真空电弧离子镀膜 技术发展的必然方向。 国内目前大多采用 自由电孤源，在弧源上基本上施加与阴极表面垂直的纵向磁场， 这种纵向磁场只对稳弧起到一定作用，但可能带来增大液滴量等一系列不 良后果，本文 对这一问题从理论上进行了分析。平行于阴极表面的横向磁场对弧斑运动状态有 决定作 用，而国内对这一问题基本上投有涉及，本文就外加横向磁场对弧斑运动的影响进行了 分析，对进一步开展受控电弧离子镀膜提供了一点基本理论依据。 二、实验装置及方法 本实验是在现有的 DLK一600离子镀膜机上进行的，极限真空度为 2×10I6乇，主 弧 电流在 0—2O0A 内连续可调。 1． 受控电弧初级模型源 首先 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 一个新型阴极 电孤蒸发源SAPM (Steered Arc Primary Mode1)，即 受控电弧初级模型源，其结构简图如图 1所示 该源主要特点是加入了横向磁场，在阴 极环表面的横向磁场在 0--15D0O s内连续可调，磁场随励磁电流变化如图 2，在本燕 发源中磁力线分布如附图 1所示，可见在阴极环上的横向磁场是均匀的。 1 nnA) 图 l SAPM (Steered Arc Primary Mode1)简图 图 2 线圈中激磁 电流与横向磁场关系 1．水管 2．法兰 3．工程纯铁 4．激磁线圈 5．阴极环 (钛) 6．约束盖 (BN) 7．约束环 (BN) 8．保护罩 (叶腊石) 采用直接水冷，为使电弧能稳定可靠地工作，采用 BN和叶腊石配合稳弧。点弧一 般有两类方法，其中气动和电磁铁式都是接触点弧类的，这类方法设计复杂，需额外的 气路或电路；另一类是放电点弧法 ，也需要额外加放电预击穿装置。鉴于此，并结台现 维普资讯 http://www.cqvip.com l6 中国科学院电工研究所论文报告集 (研究生论文) 第 22集 有设备，采用了手动接触点弧，和用原来的挡板手柄，稍加改进即可方便地直接进行接 触点弧。实验证明，这种点弧方法已能满足实验要求。 2． 电弧斑点运动状态的观察装置 采用高速摄影和普通照相两种方法对弧斑进行观察。光路如图 3所示，由与阴极面 成 45 角的反射镜把弧斑光线反射到镜头中进行拍照。 用 Pentazet-35型高速摄影机，直接拍摄真空电弧离子镀中的阴极弧斑，观测其 产生、发展及运动特性。该高速摄影机的最高分幅频率为 ￡万幅每秒，本实验选用 2250 幅每秒，画幅为 6 X 24ram ，狭缝为 18mm，光圈为 2，物距为 765mm。固定 物 镜 ，=45mm，调焦为 2．5m。 采用两支 LSQ22o-GsoW 冷光摄影典钨灯作光源，通过观察窗照射阴极表 面，以 增加背景的亮度。高速摄影底片为 Iucky YJ 6B63o型号。 照相机为 Yashica单反相机，选光圈为 8，速度为 i／6o秒，采用柯达和富 士 彩 色底片。 5． 电弧斑点运动速度的测量系统 对弧斑运动速度采用观测斑点弧光的办法进行测量。整个采集系统如图 4。用一个 2DUlA 硅光二极管采集弧斑的光信号，在 6ookQ 的电阻上取电压信号。为了集 中而 准确地采集到弧光信号，采用一个 ~13mm 的瓷管套在硅光二极管外边，对准 阴 极 环 上某点。这样，在外加横向磁场作用下，电弧斑点在阴极表面做反向运动，表现为在阴 极环上作旋转运动，电弧斑点每运动一周就输出一个 电压信号，电弧斑点运动周期同电 阻上的电压信号周期是一致的。利用 TCH—lOO0暂态波形存贮器对电阻上的电压信 号 进行存贮，调节存贮器的采集时间 可存贮几 个周 期的电 压信号，这就意味着弧斑转了 几圈，然后用 X—Y 记录仪把存贮的电压波形画出来 (ea压波形如下图所示)，即可得 到弧斑在一定的采样时问里的运动圈数，由弧斑运动的平均半径，可以方便地计算弧斑 的运动速度。 反射镜 ． f＼＼ 图 3 弧斑税察光路 图 4 弧斑速度采集系坑 管 阴极耶 维普资讯 http://www.cqvip.com 磁场对用极电孤离子镀膜特性的影响 l7 2DU1A 硅光二极管的光敏面积为 1x1．3mm ，所能承受的电压为 5伏至 50伏。 实验中工作电压为 20伏左右，在电压允许范围内 因为弧斑转一周的时间 为 10一a秒 量级，所以二极管的响应时间可满足采集速度要求。 4． 膜层表面 的显微观察 用 Carlzeiss Jena金相显微镜对所镀膜层表面进行观察。显德镜放大倍数从 2O 刊 12oo倍可调，本实验采用 800倍，完全可满足对膜层表面的观察。主要考察成膜质 量、成膜速度、膜中的渡滴量多少及液滴尺寸大小等几方面。 膜层的制备是这样的，把光洁度均为 vlo的 4毫米宽钽条进行清洗，然后放 到 所 要观测的空间位置，主要观察由于液滴对成膜的影响 工件偏压对渡滴没有 影响，故本 实验采用悬浮的电位。 对金相显德镜的放大倍数需要标定。用 lO微米的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 尺寸同样品进行 同时观察和 拍照，可得显微镜的精确放大倍数。 三、实验结果与分析 1． 横向磁场对弧斑运动速度的影响及分析 先对阴极表面进行清洗，然后抽真空至 8 xlO 乇，充入 Ar到 2×10 乇的真 空度。点弧后，先让弧斑在阴极上烧一段时间，以把阴极表面的污染物烧掉，留下清洁 的钛的表面，再开始对弧斑运动速度进行测量。 横向磁场对弧斑速度的影响如图 所示，可见弧斑运动速度随横向磁场 增 加 而 增 加。同国外的结果 (图 6)比较，二者的趋势基本一致，在数值上有一定的差异，我们 2i 20 15 10 5 O 0 40 80 120 】60 B ( 一 图 5 横向磁场与弧斑速度关系 0 × 】。】B(Gs J 阿 6 横向磁场与弧斑速度关系(D．Y．Fang) 维普资讯 http://www.cqvip.com 18 -}I阿科学院电工研究所论文报告集 (研究生论文) 第 22寨 的数值比较高，这主要是由两者的试验条件不同造成的。弧斑运动速度与阴极体的温度 有根大关系，阴极体温度越低，弧斑运动速鏖越快 。在我们的源中有强制水冷，使阴 极体始终饵持较低的温度，固此弧斑运动速度 比较快。 在没有横 向磁场时，弧斑在阴极表面为随机 ． 、 、 “ sj 运动，平均速度为零，与弧流多少没有关系。在 加入横向磁场时，弧流对弧斑运动速度有根大影 响，如图 7 可见存在横向磁场时，弧斑运动速 度与电弧电流有很大关系，随电弧电流增加，弧 斑运动速度也增加。这样 ，在真空电弧离子镀中， 存在横向磁场时，可以适当地增加弧流，以增加 弧斑运动速度，提高蒸发速度。从以后的分析可 知，这将会带来很多好处。文献[6]对横向磁场、 弧流、气压等因素对钛阴极弧斑运动速度的影响 进行了解析推导。 2． 横向磁场对弧斑运动速度影响的解释 真空电弧阴极斑点的运动速度随横向磁场增 加而增加这一现象，可 以通过横向磁场绐弧斑带 来的两种重要影响来解释。 图 7 弧流与弧斑速度关系 先回顾一下电弧运动的物理图象。当弧斑无外界干扰时，弧斑在某处放 电，产生放 电凹坑的同时伴有金属原子、离子及液滴的产生。这样，随放电的进行，放电凹坑在逐 渐加大、加深，维持放电所需的放电电压也升高了，当放电电压增加到一定程度时，在 放电凹坑附近几倍于凹坑半径处，具备了放电条件而开始放电，原凹坑的放电便熄灭了 ” 距原凹坑几个凹坑半径的新的放电位置是随机产生的，弧斑在阴极表面按二维瑞利 分布移动就是其佐证 】。 当加入横向磁场时，将对弧斑产生两方面影响，即对弧斑寿命和运动方 向 产生 影 响。由本章第 4节可看到，加入横向磁场时，使弧斑的放电电压升高，在放电凹坑加深 同时，由于维持弧斑故电的电压比原来无横向磁场时高，则在其附近几个凹坑半径处的 场强也比原来高了，从而在附近几个凹坑半径处更容易放电。结果使每个弧斑的放电寿 命都变短了。弧斑寿命越短，则其运动速度越快 。Prock 推导出解析式，认为 弧 斑 运动速度与弧斑寿命的平方根成反比 ”，1)aalder的实验核实了这点⋯。 没有横向磁场时，等离子体通道的不稳定性与通道周围的各方向是没有关系的，弧 斑表现为平均速度为零的随机运动。当加横向磁场时，等离子体通道在反安培方向变得 比其它方向更不稳定，结果导致等离子体通遭更易 向该方向扭曲，表现为弧斑更易向反 向运动方向移动 ”，使弧斑运动的平均速度提高了，不再是 平 均速 度为零 的 随 机 运 动 。 由以上分析可知，横向磁场使弧斑寿命变短和更易向反安培方向运动，结果造成了 维普资讯 http://www.cqvip.com l拍1年 11月 磁场对阴极电弧离子镀膜特性的影响 lQ 孤斑运动速度的加快 。 5． 横向磁场对弧斑运动状态的影响 用高速摄影机对阴极弧斑的观察结果如图 8所示。 以上的拍摄条件为，阴极表面横向磁场为 20G 8，088×20ram 的圆柱形钛 靶；电 孤电流为 0Aj真空度为 2 x10 乇；充 Ar，拍摄速度每秒 2250幅。横 向磁 场是 沿阴极表面由中心向外，电流方向是由外流向朋板 。根据安培定则，安培运动方向是顺 时针方向，可是由照片看出，弧斑运动方向却是逆时针方向。可见在真空电弧离子镀中 存在横向磁场时，阴极孤斑也是作反向运动。 改变横向磁场，对弧斑运动状态的观察结果如图 9所示。 图 8 阴极弧斑在横向磁场 中的反向运动 囤 9 孤斑运 动状态的观察 (a)和 (b)的横向磁场分别 为 0GsB和 80G8 ，真空度 为 2×10 。乇 N2：弧流 40A：光圈8：速度 1／60秒 (a)为无规则的混乱运动，很难看清弧斑轨迹，曲曲弯弯交织在一起，这时 放 电 并不稳定，且放电也很微弱。随横向磁场增加弧斑运动的，取向胜更强，反向运动速度 也变快了，有明显清晰的运动轨迹，放电趋于稳定且 比较剧烈，如 (6)。继续增 加 横 向磁场时，放 电变得很剧烈，BN 约束环很快就变成红热状态 。可见在实际工作中，不 宜采用这么强的横向磁场，此时横向磁场约为 2oo(3s，可考虑作为这种试验条 件 下 的 临界横向磁场。 可见加入适当的磁场，船使电弧斑点运动速度加快，取向性更好放，电趋于稳定， 但横向磁场不能超过某一临界值。这是困为，随横向磁场的增加，电弧电压也逐渐上升 (见下节)，而电孤电流维持不变，则输入放电通道的功率增加了，结果放电变得更剧 维普资讯 http://www.cqvip.com 2O 中国科学院电工研究所论文报告集 (研究生论文) 第 22集 烈。再者随横向磁场增加，电弧斑点运动速度加快，因离心力 (同向心力大小相等，方 向相反)与弧斑运动速度平方成正比，使离心力犬幅度增大，弧斑更易在 靠 近 BN 外 环边缘运动，使 B_N 受到直接加热，而 BN 外环没有直接水冷，热量不易很快散 失， 结果造成 BN 外环很快就处于红热状态。因此说，在真空电弧离子镀中，外加横 向 磁 场不能超过某一值，在我们的情况下，不宜超过 2o0Gs。 4． 横向磁场对电弧电压的影响及分析 电弧电压用 Thumlbyl,603型数字繁用表测量。由于我们的电弧电流比 较 大，所 以电弧电压波动很小 (在 0．5V 范围内波动)。横向磁场对 电弧 电压影 响 如 图 l0所 示。可见电弧电压随横向磁场增加而增加，且基本上成线性关系。在无横向磁场时，电 弧电流和气压对电弧 电压没有影响[1 。从 图 上 看，加入横向磁场后，改变电弧电流和 气压，电弧电压基本上维持不变，可见气压和电弧电流对电弧 电压的影响极小。 国外在真空开关中做的铜阴极结果，如图 l1所示。电弧电压与横向磁场也成正比 关系，并且电弧电流对电弧电压影响很小，这同我们的结果在趋势上是完全一致的，只 是在数值上存在一定的差别。这是因为二者材料不同，钛阴极弧压 比铜阴极弧压高，实 ’ 验条件也有所不同，他是在真空开关中做的结果，同我们的实验条件有很大差异。 图 lO 电弧电压与横向磁场关系 图 11 电弧电压与横向磁场关系 (D Y．Fang) 由上几节可看出，随横向磁场增加，电弧斑点在每一点的滞 留时间变短，并且弧斑 更趋于向反安培方向运动。结果表现为弧斑的运动速度增加。若弧斑在每一点的滞留时 间变短，则在放电凹坑附近的加热波及范围变小。若弧斑更趋向于反安培方向运动，而 不再是混乱的反复交织、互相重选的运动，则每一咋新产生的弧斑都臼证在一叶新的位 置，而不是在刚已加热过的位置。由于以上两方面 原因，饵证了在新弧斑处的起始温度 较低，这就使该处产生金属蒸汽变得很困难，若要维持放电进行，电弧 电压必然增加。 维普资讯 http://www.cqvip.com i091年 I1月 磁场对阴极电弧离子镀膜特性的影响 e1 5． 横向磁场对成膜质量的影响及分析 横向磁场对弧斑运动速度的大小和方向有直接影响，而液滴的产生与弧斑速度有很 大关系，因此说，横向磁场对成膜质量也有很大影响。本节主要考察膜层质量随空间角 度和横向磁场的变化情况。图 12为各成膜采样点相对阴极的位置。 先考虑在空间不同位置的成膜情况，图 13是 、B、 c 三点的成膜情况。图 12中的 、县、c三点对应于 (n)， (6)，(c)三张照片，(d)为 10 宽标准尺寸。 (0)中液滴量堆多，且液滴尺寸很大，液滴直径在 10 左右的很多，成膜质量很差，这部分膜层基本上不能使用。 (6)中存在一定量的液滴，仍存在较大的液滴颗粒。由于 同 阴极面所成角度增大了，使液滴受冲击力作用后，固化为椭 圆形。(c)中液滴量很少，液滴尺寸大幅度减小，成膜质量 好转，基本上可以应用。不难看出，随角度增加，液滴量减 少，液滴尺 寸减小，戚膜质量明显好转，在与阴极面戚 30。 以下的空间，基本上不能用于镀膜。 D I一 ··一 47——一 阴极 由磁流体力学证明，弧斑上等离子体中的压强可近似表 圈 。 采样点与阴极相对位置 示为 P=I×，×10一。(arm) ( 电弧电流)，而靠近明极弧斑处的电流密度 ，很大， 凰 l3 空问不同角度的成膜情况 横向磁场为 20Gs，弧流 8OA，气压 2×l0q乇Nt： 蒸镀时间 120s：钛阴极 则在弧斑下面的放电凹坑的熔池表面上产生很大的压力，致使金属液滴向外飞溅。由于 压力的原因，液滴沿阴极表面飞溅出去的占很多 。我们的实验结果 也基 本上 是这 样的。 维普资讯 http://www.cqvip.com 2 中国科学院电工研究所论文报告集 (研究生论文) 第 2 集 以上是 12图 D点的成膜情况，可明显看出 (o)的成膜质量不好，成膜速度也慢， 并且存在大的液滴颗粒 (尺寸约在 loit左右)，小的液滴也较多；而 (6)的 成 膜质量 很好，成膜速率也快，最明显的是液滴尺寸大幅度减小，都在 1 以下，且小的液滴也 有一定程度减少。 可见加入一定量的横向磁场，能减少液滴量、减小液滴尺寸、提高沉积速度使成膜 质量提高。由本章第 3节知，横向磁场也不能很大。 下面着重分析横向磁场对液滴的影响 (参看图 14)。液滴的产生，主要受两方面因 素影响 ，即阴极表面和阴 阳极间等离子体两方面。阴极表面效应是指烧蚀 凹坑的尺 寸、斑点及附近的平均表面温度、阴极面上的微观不均匀性及阴极 内的杂质。极间等离子 体效应是指从离子到液滴的动量传递及液滴的燕发。而一般来说，表面效应占主导地位。 图 14 糖向磁场对成膜质量的影响 (钵阴扳；真空度2×lO乇N：；弧流 80A；蒸镀120s) (Ⅱ)横向磁场为 20Gs~ (b)为 120Os； (c)为 LO 宽的标准尺寸 当加入横向磁场时，使弧斑寿命变短，及更翁 向反安培方向运动。这两方面的后果 对减少液滴量、减小液滴尺寸及提高成睽质量有一定作用。弧斑的放电是 由离子冲击加 热和焦耳加热来维持的，而产生液滴多少主要取决于离子冲击加热。这是因为离子冲击 加热产生两方面后果，一是部分离子冲击加热能量转化为阴极材料的熔化热，另一方面是 离子束流冲击在放电凹坑上产生很大的压力，这两方面原因致使熔融液滴飞 溅出去 。 在弧斑放电过程中，离子冲击加热能量与焦耳加热能量之 比，随时问线 性 增 加 。也 就是说，随放电的继续进行，离子冲击加热相对焦耳加热而越来越剧烈。随着孤斑放电 的进行，凹坑在加大、加深，维持放电所需输入的能量在增加，刚由以上分析知，离子 加热能量也增加。因此说，随弧斑寿命加长，离子冲击加热能量在增加，则产生的液滴 会增加。2hA．横向磁场，随弧斑寿命变短 ，没等离子冲击加热到一定规模，弧斑便移至新 的位置，则产生的液滴量和尺寸都很小。 若无横向磁场时，孤斑为随机运动，图 l 为无外加横 向磁场 时放 电凹 坑分布情 况，可见放电轨迹呈网状，能量很集中，且能量容易被贮存起来，放电凹坑发生严重重 维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com 24 中国科学端电工研究所皓文撮告集 c研究生您文) 第 22集 I 厂 荨离 ． ＼ ． ／ ＼． 、、E 一 { ＼ ． ～ 三，， 。／ 、 >< E× _／ F ． ． 、 。 — — k -一 ： r ， ‘ F ＼ ' i ＼ ． 二 一 。、 ／ B 图 l6 磁场对等离子体的作用 附图 1 8APM潭磁 力线分布圉 (d)电蕊 电流 白磁场的作用；(6)纵 向磁场的作用 由于纵向磁场的存在，使得电弧等离子体的任何收缩都要压缩等离子体内的纵向磁场能 量，从而纵向磁场对等离子体，在垂直于磁力线方向上可想象为作用一卟压力，而在沿 磁力线方向上则作用一呻张力。这力使得等离子体的任何径 向变形都将受到一卟恢复力 的作用【z 。可见纵向磁场对稳定电弧有一定作用，它的加入能使电弧更加稳定。 但是加入纵向磁场，也给电弧带来一些其它方面的影响【z 。加入纵向 磁 场 后，电 孤等离子体中的带电粒子沿电弧 轴线方向运动，纵 向磁 场 作用 在带电粒子上的洛仑兹 力为零，因而它们的运动不受纵向磁场影响；当带电粒子因某种原因 (如通过碰撞)获 得与轴向垂直的速度，有逃离等离子体区的倾向，此时将受到洛仑磁力作用，返回等离 子体区，结果纵向磁场大大减少了电弧中的带电粒子的损失，使弧斑放电更容易进行， 从而降低了电弧 电压。 由于电弧电压降低，则弧斑的寿命加长，运动速度减慢，这将会产生较多的液滴和 较大的液漓尺寸，使膜层的质量下降。电弧电压降低，使输入功率也减小，放电功率碱 小，则成膜速率减慢，也会造成成膜质量变坏。 不准看出，尽管纵向磁场对稳定电弧有一定作用，但同时也带来了弊病，使液滴量 增加，成膜速度降低，致使膜层质量下降。因此说，在真空 电弧离子镀中，不应采用较 大的纵向磁场，稳定电弧完全可由 BN 约束环来完成。 维普资讯 http://www.cqvip.com 1991年 u 胄 磁场对阴极电弧离子镀膜暗性的姑响 四 、结 论 1． 弧斑运动速度随横向磁场增加而增加，且有横向磁场存在时，电弧电流的增加 也会引起弧斑运动速度的增加。 2． 横向磁场使弧斑运动速度加快，主要是因为横向磁场使弧斑寿命变短及使 电弧 等离子体通遭在反安培方向更不稳定，因而导致易向该方向运动。 3． 外加横向磁场不能超过某一临界值，对于我们的 8APM 源临界值为 200Gs。 4． 电弧电压随横向磁场增加而线性增加，且不受气压和电弧电流的影响。 5． 随着与阴极面角度的增加，产生 的液滴量减少，液滴尺 寸减 小，成 膜质 量变 好。随横向磁场增加，膜中的液滴量减少，液滴尺寸减小，成膜速率提高，成膜质量提 高。 6． 纵向磁场对稳定电弧有一定作用，但使成膜质量变差，故不应采用较大的纵向 磁 场。 参 考 文 献 信觉俗， 《真空》，1987，Vo1．6，P．43 Stupak R．I． et a1．，U．K．Patent GB．Z106545A 1981． Lunev，V．M ．，et a1．，Soy．Phys．Tech．Phys． 1978 Vo1．22，P 855． Martin，P．J．，et a1．，J．Vac．Sci．Techno1．，1987，AS(1)，Jan／Feb．，P．21． Fang，D Y．，J．Nuclear Materials，1982 Vo1．112 P 517． 任侠，横向磁场对真空电弧离子镀膜特性的影响，中科院电工所硕士研究生论文 ， 1988． Moizhes，B．Ya ＆ 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applied，the arc spot can be confined to SO]Tie extent but the droplets in the coating increases， the deposition rate deeresses， and the coating performance becomes poor．On the basis of results above an unique evaporation source has been put forward．Comparing other sources used widespreadly，this kind of source has a higher deposition rate and can deposit higher quality coatings． Keyw ords：evaporation source，cathodic arc ion plating (CAIP)，arc spot velocity．,deposition rate，coating performance． 维普资讯 http://www.cqvip.com