Badanie przyczepności filmów diamentopodobnych (DLC) osadzonych metodą pulsacyjnej jonizacji - zasada i metoda eksperymentu

Diamentowe filmy węglowe (folie DLC), jako nowa generacja optycznych materiałów cienkowarstwowych, mają doskonałe właściwości optyczne, mechaniczne, elektryczne, termiczne i akustyczne. Z zalet przezroczystego regionu podczerwieni, wysokiej twardości, wysokiej przewodności cieplnej, odporności na ścieranie, stabilnych właściwości chemicznych, odporności na szok termiczny i tak dalej. Ma dobre perspektywy zastosowania.

Folia DLC jest osadzana przez pulsacyjne jonowanie łukowe, które jest fizycznym sposobem osadzania par. Metoda platerowania jest prosta. Nie trzeba dodawać ujemnego obciążenia do podłoża i wypełniać żadnego gazu w komorze próżniowej podczas procesu galwanizacji. Proces powlekania ma dobrą powtarzalność i jest odpowiedni do produkcji seryjnej w dużych seriach. Warstwa folii DLC powlekana tym sposobem ma wysoką czystość, dobrą przejrzystość optyczną; stabilne właściwości chemiczne i dobra odporność na zużycie. Może być stosowany jako doskonała folia na podczerwień i folia ochronna.

Diamentowe filmy węglowe powlekano za pomocą urządzenia do powlekania próżniowego importowanego z zagranicy. Urządzenie zawiera trzy źródła jonów: źródło jonów gazu używane do czyszczenia i ogrzewania powierzchni podłoża; źródło jonów wielokątowych o ciągłej katodzie z filtracją magnetyczną, z metalową katodą Ti do pokrywania pośredniej warstwy przejściowej; trzecim źródłem jonów jest źródło impulsowego jonu łukowego z katodą grafitową i słupkiem łukowym. Służy do powlekania diamentowej folii węglowej.

Zasada i metoda eksperymentu

Źródło pulsacyjnego jonu łukowego składa się z katody, anody i elektrody łukowej. Katoda jest wykonana z odparowanego materiału, a źródło jonów ma specjalnie wykonaną anodę. Wyładowanie łukowe podciśnieniowe generowane przez katodę źródła jonów powoduje odparowanie materiału katody i jonizację, tworząc plazmę, z jednej strony tworzy powłokę na podłożu, a z drugiej strony utrzymuje wyładowanie łukowe. Mechanizm emisji elektronów wyładowań łukowych zimnej katody jest głównie emisją elektronową w polu, a emisja pola wymaga utworzenia silnego pola elektrycznego na powierzchni katody. Dlatego tylko różnica potencjałów między katodą i anodą źródła jonów nie jest wystarczająca, dlatego konieczne jest uderzenie łuku. Urządzenie wykorzystuje elektrodę łukową, która generuje niewielki prąd wyładowania i wstępną jonizację pomiędzy elektrodami łukowymi, a następnie przykłada niezbyt wysokie napięcie między dwiema głównymi elektrodami katody i anody (zwykle pomiędzy 40 V a 400 V). Gaz i parowanie rozpadają się, tworząc łuk.

Podczas pracy komora próżniowa jest opróżniana do 2x10-3 Pa, a kondensatory C ₁ i C ₂ są ładowane, dając SCR sygnał wyładowania łukowego. Między elektrodami łukowymi generowany jest mały prąd wyładowania. Pomiędzy anodą a katodą znajduje się warstwa przewodząca. Kondensator C ₁ rozładowuje się między katodą i anodą. Po uwolnieniu zasobnika energii kondensatora C ₁ , gdy energia dostarczona przez kondensator nie wystarcza do utrzymania wyładowania, wyładowanie zatrzyma się.