चुंबकीय क्षेत्र - सहायता प्राप्त आयन चढ़ाना चाप स्रोत और इसके निर्वहन विशेषताओं का विश्लेषण किया जाता है

चुंबकीय क्षेत्र - सहायता प्राप्त आयन चढ़ाना चाप स्रोत और इसके निर्वहन विशेषताओं का विश्लेषण किया जाता है

संरचना, कार्य सिद्धांत, चाप स्थान की गति और कई चुंबकीय क्षेत्र नियंत्रित चाप आयन चढ़ाना स्रोतों के निर्वहन विशेषताओं का विश्लेषण किया जाता है। लक्ष्य संरचना और विभिन्न चुंबकीय क्षेत्र की सहायता से नियंत्रित चाप स्रोतों के चुंबकीय क्षेत्र विन्यास की तुलना की जाती है। चुंबकीय क्षेत्र द्वारा नियंत्रित चाप आयन चढ़ाना चाप स्रोत के विकास को प्रेरित किया जाता है ।

टूल और मोल्ड्स की प्रसंस्करण गुणवत्ता और सेवा जीवन में सुधार एक ऐसा विषय है जिसे लोग हमेशा तलाशते रहते हैं। आर्क आयन प्लेटिंग तकनीक डाई सामग्रियों की एक प्रकार की सतह संशोधन तकनीक है, जिसमें उच्च आयनीकरण दर, कम तापमान जमाव, अच्छी फिल्म गुणवत्ता और तेजी से जमा करने की दर आदि के फायदे हैं, जो अन्य कोटिंग विधियों में उपलब्ध नहीं हैं। हालांकि, आर्क डिस्चार्ज के कारण बड़े कणों के अस्तित्व में डाई कोटिंग तकनीक के आगे अनुप्रयोग सीमित हो जाता है, जो आर्क आयन चढ़ाना प्रौद्योगिकी के विकास का मुख्य विषय बन गया है।

आयन चढ़ाना चाप स्रोत चाप प्लाज्मा निर्वहन का स्रोत है और आयन चढ़ाना प्रौद्योगिकी का प्रमुख घटक है। आर्क आयन प्लेटिंग में उपयोग किया जाने वाला आर्क स्रोत कोल्ड कैथोड आर्क स्रोत है, इस आर्क स्रोत में चाप के व्यवहार को कैथोड सतह पर कई तेज चलती और अत्यधिक उज्ज्वल कैथोड स्पॉट द्वारा नियंत्रित किया जाता है। चाप आयन चढ़ाना प्रौद्योगिकी के विकास और पूर्ण करने की प्रक्रिया में, आर्क कैथोड स्पॉट मूवमेंट का प्रभावी नियंत्रण बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह आर्क डिस्चार्ज की स्थिरता, कैथोड लक्ष्य का प्रभावी उपयोग, बड़े कणों को हटाने, फिल्म की गुणवत्ता में सुधार और कई अन्य को निर्धारित करता है। प्रमुख समस्याएं। घर और विदेश में, अनुसंधान फोकस मुख्य रूप से चुंबकीय क्षेत्र नियंत्रण के आर्क स्रोत डिजाइन पर है। वैक्यूम चाप की भौतिक विशेषताओं के कारण, लागू विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र चाप के धब्बों की गति को नियंत्रित करने के लिए एक प्रभावी तरीका है। वर्तमान में, सभी चुंबकीय क्षेत्र डिज़ाइन लक्ष्य सतह पर कुछ चुंबकीय क्षेत्र कॉन्फ़िगरेशन के गठन पर विचार करते हैं, चाप स्थानों के आंदोलन पथ को सीमित करने के लिए तीव्र कोण नियम का उपयोग करते हैं, और आर्क स्पॉट की गति को सुधारने के लिए अनुप्रस्थ घटक का उपयोग करते हैं।

आदर्श चुंबकीय क्षेत्र डिजाइन निम्नानुसार सन्निहित है: एक तरफ, जहां तक संभव हो चुंबकीय क्षेत्र के अनुप्रस्थ घटक की क्षेत्र और तीव्रता में वृद्धि; दूसरी ओर, आर्क स्पॉट के आंदोलन को सबसे बड़ी सीमा तक नियंत्रित और सीमित करता है। उपकरण चढ़ाना फिल्म की लंबी अवधि के कारण, फिल्म के प्रदर्शन को उच्च की आवश्यकता होती है, आयन चढ़ाना चाप स्रोत के औद्योगिक अनुप्रयोग में निम्नलिखित विशेषताएं होनी चाहिए: (1) स्थिर निर्वहन, अक्सर चाप से बाहर नहीं; (2) चाप स्थान आंदोलन की बाधाएं उचित हैं, चाप को न चलाएं; (3) उच्च लक्ष्य सामग्री उपयोग दर; (4) उत्तम चाप स्थान, छोटे निर्वहन शक्ति घनत्व, छोटे कण; (5) प्लाज्मा घनत्व और आयनीकरण दर अधिक है, और वर्कपीस में ले जाया गया प्लाज्मा प्रवाह पर्याप्त है।

चाप आयन चढ़ाना के कोटिंग क्षेत्र सहायक स्रोत में उपयोग किए जाने वाले वर्तमान लोकप्रिय कई उपकरणों को देखते हुए, इस पेपर में, विभिन्न सहायक चुंबकीय क्षेत्र नियंत्रित चाप स्रोत लक्ष्य संरचना, चुंबकीय क्षेत्र विन्यास और पीढ़ी तंत्र के तुलनात्मक विश्लेषण, विभिन्न विन्यास पर चर्चा की आर्क स्पॉट आंदोलन के चुंबकीय क्षेत्र, निर्वहन के प्रभाव और परिणामी कोटिंग प्रक्रिया के फायदे और नुकसान आदि, विद्युत चाप आयन प्लेटिंग आर्क स्रोत के विकास के चुंबकीय क्षेत्र को नियंत्रित करने के लिए चर्चा की जाती है।

1. परिपत्र छोटा चाप स्रोत

आयन चढ़ाना चाप स्रोत जो पहली बार उपकरण चढ़ाना में उपयोग किया जाता है, रूस से लाया गया एक विशिष्ट छोटा चाप स्रोत है, जिसमें किसी भी स्थान पर विभिन्न घटकों के साथ सरल संरचना, सुविधाजनक स्थापना, लक्ष्य संयोजन के फायदे हैं, बहु-परत कोटिंग तैयारी का एहसास करना आसान है और इसी तरह। चाप स्रोत का लक्ष्य आम तौर पर व्यास में लगभग 60 ~ 160 मिमी और मोटाई में 20 ~ 40 मिमी है। अन्य कैथोड आर्क स्रोतों की तुलना में इसका आकार बहुत छोटा है, इसलिए इसे आमतौर पर छोटा आर्क स्रोत कहा जाता है। छोटे चाप स्रोत आमतौर पर विद्युत चुम्बकीय या वायवीय यांत्रिक आर्क इग्निशन मोड को अपनाते हैं। काम करते समय, आर्क इग्निशन के लिए कैथोड लक्ष्य सामग्री से संपर्क करने के लिए आर्क सुई को वापस खींच लिया जाता है, और आर्क इग्निशन ट्रिगर करने के बाद आर्क इग्निशन सुई सर्किट को काट दिया जाता है, और आर्क पॉवर स्रोत द्वारा आर्क डिस्चार्ज बनाए रखा जाता है।

चाप स्रोत का नियंत्रण चुंबकीय क्षेत्र आमतौर पर लक्ष्य के पीछे रखे गए स्थायी चुंबक से आता है। मैग्नेट बेलनाकार, गोलाकार या रिंग-बेलनाकार आकार में हो सकते हैं। लक्ष्य सतह पर स्थायी चुंबक द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करना आर्क स्पॉट आंदोलन को रोक सकता है, निर्वहन स्थिरता में सुधार कर सकता है और चाप को चलाने से बच सकता है। छोटे चाप स्रोत के स्थिर निर्वहन को बनाए रखने के लिए लक्ष्य चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता आमतौर पर 1 ~ 5 mT होती है। स्थायी चुंबक की प्रगति के साथ, लक्ष्य के सामने विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की तीव्रता बढ़ जाती है, जिससे इलेक्ट्रॉन पर रेडियल ड्राइविंग बल और परिधि बल पैदा होता है, जिससे चाप स्पॉट सतह पर परिधि में घूमता है और सर्कल के केंद्र से बाहर की ओर रेडियल होता है। चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता बढ़ने से चाप स्पॉट आंदोलन के वेग और त्रिज्या में वृद्धि हो सकती है, जैसा कि एफआईजी में दिखाया गया है। 1 (क)। हालांकि, पारंपरिक छोटे चाप स्रोत लक्ष्य के पीछे स्थापित स्थायी चुंबक को आमतौर पर ठंडे पानी में भिगोया जाता है, जो एक लंबे सोख के बाद विघटित करना आसान होता है, और चुंबक को लगातार बदलने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को समायोजित करना आसान नहीं है, इसलिए लक्ष्य के चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता को केवल लक्ष्य के पीछे और पीछे स्थायी चुंबक को स्थानांतरित करके समायोजित किया जा सकता है।

वर्तमान में, कई कंपनियों ने आर्क स्रोत में सुधार किया है, जिसमें मुख्य रूप से शामिल हैं: अप्रत्यक्ष जल-शीतलन चैनल को अपनाना, जल-शीतलन चैनल के बाहर स्थायी चुंबक रखना, विघटन से बचना और बड़े चुंबकीय क्षेत्र के डिज़ाइन स्थान प्रदान करना, जो समग्र चुंबकीय के डिजाइन के लिए अनुकूल है विद्युत चुम्बकीय युग्मित स्थायी चुंबकीय क्षेत्र का क्षेत्र, और आयन प्लेटिंग आर्क स्रोत के विकास को बढ़ावा देना, जैसा कि आकृति 1 (सी) में दिखाया गया है। उदाहरण के लिए, 160 मिमी के व्यास के साथ एक लक्ष्य का उपयोग करता है, जो अप्रत्यक्ष रूप से पानी-ठंडा है। लक्ष्य के पीछे विभिन्न प्रकार के चुंबकीय सर्किट डिजाइन प्रदान करते हैं, और आर्क स्पॉट डिस्चार्ज के नियंत्रण और सुधार के लिए विभिन्न मिलान चुंबकीय क्षेत्र कॉन्फ़िगरेशन हैं। कई घरेलू कंपनियों ने धीरे-धीरे लगभग 150 मिमी के व्यास के साथ महान चाप विकसित किया है, जो आम तौर पर अप्रत्यक्ष जल-शीतलन संरचना को गोद लेती है और चुंबकीय क्षेत्र संरचना भी कई प्रकार की होती है, जो कोटिंग की एकरूपता के लिए अधिक समाधान प्रदान करती है, बड़े कणों को परिष्कृत करती है। और बड़ी मोटाई की फिल्म परत का चित्रण।

अंजीर। 1 छोटे चाप स्रोत संरचना और चाप स्पॉट निर्वहन में सुधार हुआ

2. निष्कर्ष

वर्तमान लोकप्रिय चुंबकीय क्षेत्र में सहायता के लिए उपकरण चढ़ाना में प्रयुक्त आयन प्लेटिंग आर्क स्रोत, कैथोड और चुंबकीय क्षेत्र के अलग-अलग चुंबकीय क्षेत्र से सहायता प्राप्त नियंत्रित चाप स्रोतों का विश्लेषण और तुलना की गई, और चाप स्पॉट आंदोलन, निर्वहन और कोटिंग प्रक्रिया पर प्रभाव। विश्लेषण भी किया गया।

(1) परिपत्र छोटे चाप स्रोत में किसी भी स्थान पर विभिन्न घटकों के साथ सरल संरचना, सुविधाजनक स्थापना, लक्ष्य सामग्री संयोजन और आसान बहु-घटक कोटिंग तैयार करने के फायदे हैं। पारंपरिक परिपत्र छोटे चाप स्रोत का नियंत्रण चुंबकीय क्षेत्र आम तौर पर लक्ष्य के पीछे रखे गए स्थायी चुंबक से आता है। वर्तमान में, वृत्ताकार चाप स्रोत का विकास अप्रत्यक्ष जल-शीतलन चैनल और बड़े व्यास (150 मिमी) के साथ लक्ष्य संरचना को अपनाता है, और चुंबकीय क्षेत्र विन्यास बहु-मोड है, जो समान कोटिंग, ठीक बड़े कणों और बड़े के बयान के लिए अधिक समाधान प्रदान करता है। मोटाई फिल्म परत।

(2) आयताकार विमान बड़े चाप स्रोत और रोटरी बेलनाकार चाप स्रोत कोटिंग की एकरूपता में सुधार कर सकते हैं, चाप स्थान की निर्वहन शक्ति को कम कर सकते हैं और बड़े कणों को कम कर सकते हैं, जिसका उपयोग ठीक फिल्म परत और साथ ही उपकरणों और सजावटी के आधार को तैयार करने के लिए किया जा सकता है कोटिंग्स। हालांकि, इसका नुकसान यह है कि लक्ष्य एकल है, कई कोटिंग तैयार करना मुश्किल है, एक ही समय में, लक्ष्य उपयोग की दर कम है, चुंबकीय क्षेत्र के डिजाइन में कुछ कौशल हैं, अनुचित संरचना चाप चलाने, निर्वहन अस्थिरता और अन्य समस्याओं का कारण बनाना आसान है , लंबी अवधि के उपकरण कोटिंग के लिए अनुकूल नहीं है।

(3) मैकेनिकल रोटेटिंग मैग्नेट्रोन आर्क स्रोत लक्ष्य सतह पर समायोज्य गति के साथ विभिन्न प्रकार के घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बना सकते हैं, लेकिन इसके लिए जटिल यांत्रिक नियंत्रण तंत्र को जोड़ने की आवश्यकता है। विद्युत चुम्बकीय घूर्णन चुंबकीय नियंत्रित चाप स्रोत अनुप्रस्थ चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और रोटेशन आवृत्ति के व्यापक प्रभाव का उपयोग करता है, जिससे ठंडे कैथोड लक्ष्य सामग्री पर लक्षित सतह पर वितरित किए गए मजबूत फैलाने वाले चाप राज्य का एहसास होता है, जो पूरे हीटिंग के समान हीटिंग के लिए अनुकूल है। लक्ष्य सतह और वर्तमान घनत्व की महत्वपूर्ण कमी।

(४) मल्टी-मोड अल्टरनेटिंग कपलिंग मैग्नेटिक फील्ड असिस्टेड आर्क आयन प्लेटिंग आर्क सोर्स टारसिमेट्रिक डाइवर्जेंट मैग्नेटिक फील्ड का उपयोग करके डायनामिक आर्क कपलिंग मैग्नेटिक फील्ड बना सकते हैं जो लक्ष्य के किनारे की ओर इशारा करते हैं और फोकसिंग मैग्नेटिक फील्ड एक तीव्र कोण बनाते हैं। लक्ष्य का केंद्र, ताकि चाप के धब्बों की गति को नियंत्रित किया जा सके, चाप के धब्बों के निर्वहन की स्थिति में सुधार और कण उत्सर्जन को कम किया जा सके। केंद्रित चुंबकीय क्षेत्र के मार्गदर्शन में प्लाज्मा का स्थिर संचरण कण टक्कर की संभावना, आयनीकरण दर और प्लाज्मा के आयन घनत्व को बढ़ा सकता है।

(५) इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रोटेटिंग मैग्नेटिक-नियंत्रित आर्क सोर्स और मल्टी-मोड अल्टरनेटिंग कपलिंग फील्ड-असिस्टेड आर्क आयन प्लेटिंग आर्क सोर्स दो नए प्रकार के डायनामिक मैग्नेटिक फील्ड नियंत्रित आर्क प्लेटिंग आर्क स्रोत हैं।