等离子体源优化设计

admin · 发表于 2022-8-17 18:25:45

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雅宝题库解析：
等离子体表面改性技术在工业生产中得到了越来越广泛的应用，其中磁控溅射和多弧离子镀技术更是得到了大规模的应用。然而，对于将磁控溅射和多弧离子镀两种方法结合起来以实现复合表面改性的相关研究还不全面。磁控溅射和多弧离子镀表面改性方法中，等离子体分布及离子源的各种特性对膜层的沉积速度、膜基结合力和薄膜质量有很大的影响。针对实验室设计的离子注入且沉积复合表面改性设备，本文主要研究了非平衡磁控溅射的靶源排布对等离子体源的影响，以及多弧镀子镀中磁过滤弯管的应用对等离子体源的主要影响。对于非平衡磁控溅射，本文主要采用了有限元模拟的方法，首先确定了靶壁的材料，进而讨论了中间磁体与两边磁体宽度对靶材表面水平磁场分量的影响，然后论述了两边的磁体与中间的磁体高度对转角处的磁场强度的影响，最后讨论了磁体顶端的特殊形状对磁场分布的影响，最终得到了较为合理的靶源磁场分布，进而对实际设计提供理论指导。对于多弧离子镀，主要研究了磁场分布对电弧燃烧稳定性及扫描速度的影响，主电源电流对电弧的影响，工作气压及真空系统漏率对等离子体源的影响。研究结果表明，当靶材表面磁场强度为70～80Gauss时，可得到较均匀的等离子体分布，工作气压在0.5～1.0Pa范围内变化时，对电弧的稳定性基本没有影响，主电源电流应选择90～100A，这样既能保证电弧的扫描速度又不影响电弧的稳定性。在对多弧离子镀技术研究的基础上，又进一步研究了弯管磁过滤技术在多弧离子镀中的应用，主要探讨了推弧线圈及弯曲线圈对等离子体的影响。通过调整各种参数，使得靶源处的等离子体能够很好的通过弯管进入真空腔体，以达到进行膜层沉积的目的。最后我们应用弯管磁过滤系统进行了铜膜的镀制，从而验证了弯管磁过滤系统能够很好的去除等离子体中的大颗粒。

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