多弧沉积技术综述

自从八十年代初多弧镀设备成功地在刀具、模具上镀氮化钛镀层以来,多弧镀受到广泛的关注。国内刀具行业纷纷引进设备,许多研究所和设备制造厂也相继研制,“多弧”热的浪潮一度掀起。如何客观地评价这一技术呢?如何合理地利用它的长处呢?本文想在目前所了解的资料的基础上作一综述。 一、多弧镀的概述 1.什么是多弧镀 多弧镀是一种利用真空电弧放电的沉积技术。但它不是空芯阴极放电的那种热电子电弧,而是一种非热电子电弧。它的电弧形式是在冷阴极表面上形成一个或多个阴极电弧斑点。过些斑点具有高的电流密度,从而使阴极材料汽化,形成金属…     

多弧离子镀技术

为了提高离子镀的离化率,人们做了许多尝试。现在应用较多的有RF法、HCD法、弧光放电法[1]、多弧法。 多弧法是 1981年美国的 Multi—Arc公司和 Vac—Tec公司把它实用化的。主要应用在高速钢和超硬合金制的切削工具或成型工具的 TiN耐磨层。也用在螺钉的耐蚀层;戒子、表带的装饰膜等。 一、多弧离子镀的原理与特点 1.多弧离子镀的基本原理 多弧离子镀是把真空弧光放电用于蒸发源的涂层技术。也称真空弧光蒸镀法[3]。蒸镀时由于放电,阴极表面上出现许多非常小的弧光辉点。如前所述,把它实用化的美国 Multi—Arc公司的翻译名就有多弧的…     

第二十讲 真空离子镀膜

正(接2020年第4期第96页)13.6负偏压对膜沉积过程的影响13.6.1直流偏压真空阴极电弧离子镀一般配置直流负偏压电源。它的正极接镀膜室壳(阳极接地),其阴极连接在基片(工件)上。其负电压从0～-1000V可调,构成对阴极电弧源(靶)和电弧放电等离子体负电位。正是带负偏压基片在等离子体中,     

多弧离子镀中磁场对电弧运动影响的研究

多弧离子镀技术中的关键部件是蒸发源,蒸发源的电弧放电特性受磁场的严格控制。本文对真空电弧等离子体在磁场中的受力进行了分析,研究了磁场对电弧运动的影响规律。     

应用于工具镀膜的磁场辅助离子镀弧源及其放电特性分析

针对几种应用于工具镀膜的磁场控制的电弧离子镀弧源,分析了其结构、工作原理以及弧斑运动、放电特性;比较了不同磁场辅助受控弧源的靶结构及磁场位形,并讨论了对弧斑运动、放电及镀膜工艺的影响;对磁场控制的电弧离子镀弧源的发展进行了展望。     

真空阴极电弧离子源磁场分析与设计

真空阴极电弧离子源是多弧离子镀膜设备的核心部件,直接影响镀膜系统的整体性能。真空阴极电弧离子源在工作时,大液滴发射是阻碍电弧离子镀技术广泛深入应用的瓶颈问题。合理设计并利用磁场可以很好地控制弧斑运动,大幅度地减少液滴、减小液滴尺寸、提高膜层质量和使用寿命。对真空阴极电弧离子源的附加磁场进行了理论分析和仿真计算,为附加磁场的优化设计提供了重要的指导依据。     

高真空电弧放电型离子镀的现状与未来

高真空电弧放电型离子镀是以ＴｉＮ、ＴｉＣ为主体发展起来的。它获得的金属、氧化物膜具有溅射镀或蒸镀法所得不到的特性。电弧镀膜法除适用于切削工具、金属模具、装饰品的镀膜外，还将用于电子学方面。     

真空电弧镀DZ22合金NiCrAlY涂层性能研究

真空电弧镀ＤＺ２２合金ＮｉＣｒＡｌＹ涂层性能研究北京航空材料研究所吴凤筠一、前言真空电弧镀膜设备Ａ１０００采用电弧放电直接蒸发镀膜材料制成的阴极靶，与同类型镀膜设备一样有如下特点：ａ．金属阴极蒸发源不熔化；ｂ．由磁场控制电弧放电，可细化膜层微粒；ｃ．...     

真空阴极弧离子镀阴极斑点的移动研究

建立了真空阴极弧离子镀圆形平面靶侧面引弧时,阴极斑点的受力模型,分析了影响电弧运动的因素,改进了圆形平面靶侧面形状,大大提高了石墨靶阴极斑点从侧面到靶平面的过渡速度。     

多弧离子渗金属技术

本文用阴极电弧源做离子金属源，源极的靶材用Ti,Ai，不锈钢制铸，源因产生冷阴极弧光放电而产生金属等离子体，形成高密度的金属离子流，基板由钢材制成，施加适当的负偏压，在基板负偏压作用下，金属离子轰并加热基板至900℃或1100℃，金属原子渗入钢中形成高渗速金属层，文中侧试了渗金属层的组织形貌和Ti,Al,Cr,Ni在渗层中的分布，结果表明阴极电弧源离子湖金属技术是新的金属等离子体表面合金化技术，是对多弧离子镀的发展。     

真空阴极弧离子镀阴极斑点的移动研究

建立了真空阴极弧离子镀圆形平面靶侧面引弧时 ,阴极斑点的受力模型 ,分析了影响电弧运动的因素 ,改进了圆形平面靶侧面形状 ,大大提高了石墨靶阴极斑点从侧面到靶平面的过渡速度     

多弧离子镀设备阴极电弧蒸发源工作稳定性的研究

多弧离子镀技术近年来发展极为迅速，已生产出多种类型的多弧离子镀设备并已投产使用。设备中阴极电弧蒸发源工作性能的好坏直接影响到产品质量。本文在大量实验的基础上对蒸发源的工作稳定性，进行了探讨、研究，分析其影响因素和原因，并提出一些解决办法。     

多模式旋转磁场对电弧离子镀弧斑放电的影响分析

电弧离子镀工艺中,弧斑的放电形式、运动速率、运动方式的控制对于减少以至消除大颗粒的发射至关重要。本文采用自主研发的机械式旋转磁控弧源,围绕三种不同模式的旋转磁场下弧斑的放电行为及规律进行了研究,并从弧斑放电的物理机制出发,分析讨论了不同模式的旋转磁场对阴极斑点运动的影响机理。研究结果表明,多模式旋转磁场可以有效提高弧斑的运动速度、扩大放电面积、降低放电功率密度、减少大颗粒的发射,同时还能够大幅度提高靶材的利用率,拓展电弧离子镀的应用。     

同轴旋转封闭场电弧离子镀的研究

同轴旋转封闭电弧离子镀设备兼有平面电弧离子镀和同轴磁控溅射的优点，它在同轴靶上建立电弧放电，并采用旋转封闭磁场将电弧斑约束在长腰形的磁环隙内作螺旋运动，随磁路系统旋转而在阴极靶表面上产生旋转的电弧放电。靶处在镀膜室中央，结构简单，膜层均匀、操作方便。工件架安装在阴、阳极之间，其只需自转、无需公转、工件装载量多。利用本设备在手表表壳上镀制氮化钛膜层，其工艺重复性好，膜层与基体结合牢固，且靶材利用率高     

辉光弧光协同共放电方式制备TiN薄膜的研究

分别采用中频磁控溅射、电弧离子镀及辉光弧光协同共放电混合镀(APSCD)三种方式在碳钢基体上制备TiN薄膜,采用原子力学显微镜、显微硬度计、台阶膜厚仪、电化学技术对薄膜表面形貌、显微硬度、膜厚、耐腐蚀性进行测试.研究结果表明:多弧离子镀薄膜颗粒的平均粗糙度为7.066 nm,混合镀薄膜颗粒的平均粗糙度为4.687 nm,在相同时间条件下,磁控溅射薄膜厚度为658 nm,混合镀膜厚度为1345 nm,混合镀工艺具有降低多弧离子镀粗糙度又可以克服磁控溅射沉积速率慢的优点.经过混合镀TiN薄膜后,基体表面显微硬度从226HV提高到1238 HV,在天然海水中测得混合镀膜层腐蚀电位比基体提高104 mV.     

电子式真空阴极弧离子镀引弧器的研制

研制了电子式真空阴极弧离子镀引弧器 ,分析了其工作原理及工作时序 ,给出了它的关键部分的电路 ,介绍了它的离子镀引弧器的性能及特点。     

电弧离子镀的旋转横向磁场弧源设计

电弧离子镀工艺中电弧蒸发产生的大颗粒污染严重影响了所沉积涂层的性能.为了从源头上解决大颗粒难题,本文提出了一种新的旋转横向磁场的设计思路,通过频率和强度可调且覆盖整个靶面的旋转横向磁场控制弧斑的运动.通过有限元模拟磁场的分布,对旋转横向磁场控制的电弧离子镀弧源进行了优化设计.并根据方案制作了旋转磁场发生装置及其电源,使该弧源的旋转磁场具有多模式可调频调幅的功能,用以改善弧斑的放电形式,提高靶材刻蚀均匀性和靶材利用率,减少靶材大颗粒的发射,用以制备高质量的薄膜以及功能薄膜,以拓展电弧离子镀的应用范围.     

第二十讲 真空离子镀膜

<正>(接2019年第2期第80页)射频离子镀的不足之处是:(1)由于在高真空下镀膜,沉积粒子受气体粒子的碰撞散射较小,绕镀性较差。(2)射频辐射对人体有伤害,必须注意采用合适的电源与负载的耦合匹配网络,同时要有良好的接地,防止射频泄漏。另外,要有良好的射频屏蔽,减少或防止射频电源对测量仪表的干扰。11.2射频放电离子镀中若干问题的探讨11.2.1离化率射频放电离子镀的离化率,约介于直流放电     

长寿命冷电弧阴极及其在离子镀中的应用

本文简述一种以空腔杯状冷电弧阴极低气压放电原理为基础的长寿命等离子体蒸发离化源的设计与实验，给出了将这种阴极用于离子镀氮化钛（ＴｉＮ）膜取得的实验结果，从而给出了一种新的离子镀技术。     

透明陶瓷保护膜的研究

对黄铜基材装饰件表面先采用高能级磁控溅射离子镀(专利号:85102600.1)技术镀不锈钢代替电镀钯-镍合金,再采用等离子体型阴极弧源-磁控溅射镀(专利号:ZL98236950.6)技术在不锈钢镀膜表面上镀制TiN/Au/透明陶瓷保护膜SiO2、TiO2.对其硬度、耐蚀性及耐磨性进行分析.