石墨陰極弧源復(fù)合磁場(chǎng)設(shè)計(jì)及ta-C薄膜沉積.pdf

1、ta-C薄膜是含sp3鍵非常高的一種非晶四面體碳基薄膜，因其具有硬度高，摩擦系數(shù)小，抗磨性能優(yōu)異等優(yōu)良特性，被廣泛應(yīng)用于汽車、電子、生物等領(lǐng)域，具有廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用前景。工業(yè)應(yīng)用的ta-C薄膜主要采用石墨靶多弧離子鍍沉積。但是石墨作為陰極靶材時(shí)，具有致密度低、離化能高、負(fù)的溫度系數(shù)等特點(diǎn)，導(dǎo)致石墨陰極靶燃燒不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響了ta-C薄膜的質(zhì)量。針對(duì)這個(gè)問題，本文在石墨靶表面產(chǎn)生一定的磁場(chǎng)位形，使石墨陰極靶燃燒穩(wěn)定，并在石墨靶保持穩(wěn)定燃燒的

2、情況下，研究了線圈電流、輔助陽(yáng)極電流、Ar流量、偏壓和弧流對(duì)石墨靶放電特性的影響。同時(shí)，本文研究了在不同基體負(fù)偏壓和不同Ar流量下，ta-C薄膜的組織結(jié)構(gòu)和摩擦、腐蝕、結(jié)合力等性能。
　　Ansys磁場(chǎng)模擬表明，當(dāng)勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁極與永磁鐵產(chǎn)生的磁極相反，且在靶面形成合適的磁場(chǎng)位型時(shí)，可限制石墨陰極斑點(diǎn)在一定的區(qū)域做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使石墨陰極靶燃燒穩(wěn)定。屏蔽罩的添加可提高石墨陰極靶材的利用率。石墨陰極靶隨著燒蝕時(shí)間的增加，石墨陰極斑點(diǎn)逐

3、漸靠近靶材的邊緣，在靶材邊緣形成環(huán)形凹坑，導(dǎo)致石墨陰極燃燒不穩(wěn)定。
　　工藝參數(shù)對(duì)石墨陰極靶的放電特性影響很大。線圈電流、輔助陽(yáng)極電流、靶材電流以及偏壓的增加都能提高基體的峰值電流。而隨著Ar流量的增加，基體的峰值電流不斷下降。采用光譜儀對(duì)石墨靶前等離子體特性進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁線圈電流的增加可以提高真空室中的激發(fā)態(tài)Ar、Ar+和C+密度。
　　基體負(fù)偏壓對(duì)ta-C薄膜的組織結(jié)構(gòu)和性能影響較大。當(dāng)偏壓為-100V時(shí)，拉曼光譜表