低氣壓脈沖陰極弧薄膜沉積的相關研究.pdf

1、脈沖電弧離子鍍工藝具有離化率高、離子能量高、沉積速率快等優(yōu)點，與直流偏壓工藝相比較，可以進一步改良薄膜的膜基結合力和組織均勻性，使所鍍基體表面的耐磨性能提高。由于具有以上的優(yōu)點，脈沖弧薄膜沉積得到廣泛應用。本文通過實驗室自行搭建的脈沖電源進行脈沖弧薄膜沉積，對弧光放電的實驗現(xiàn)象進行了研究，并在一定的實驗條件下實驗性地制備了低輻射薄膜。
　　 通過數(shù)值模擬方法，對比了三階和十階脈沖成形網絡，模擬結果顯示隨著PFN節(jié)數(shù)的增多，其方波

2、形態(tài)變好，并且脈沖寬度變寬。只用脈沖電源不易產生弧光放電，故使用高壓觸發(fā)裝置，在電極之間引發(fā)電弧等離子體。通過改進了陰極和觸發(fā)極的真空接口部分，避免了爬電現(xiàn)象。另外還重新設計了陽極結構，使高分子薄膜更易安裝。
　　 本文還研究幾帕到幾十帕的氣壓下脈沖弧薄膜沉積過程。首先用計算機同步采集弧光放電時電流和電壓，觀察了弧光放電時不同PFN充電電壓下電流上升速率，弧光放電電阻隨工作氣壓的變化。并對一些實驗現(xiàn)象進行了解釋說明。在一定的實驗

3、條件下，得出脈沖弧光放電時的電流電壓關系，結果符合理論上的電弧伏安特性模型。通過在硅片上進行薄膜沉積，試驗了脈沖放電次數(shù)、PFN充電電壓、外加磁場、工作氣壓對膜層的厚度和光學參數(shù)的影響，綜合考慮宏觀大顆粒數(shù)目和薄膜的沉積速率和均勻度，我們發(fā)現(xiàn)在工作氣壓為20Pa，PFN充電電壓為140V，在陰陽極之間引入同步磁約束螺線管時，薄膜沉積的效果較好。
　　 在上述實驗條件下，以聚酰亞胺為基底鍍制低輻射薄膜。使用光譜橢偏儀對其的透過率進