Studio sull'adesione di film in DLC (Diamond-Like Carbon) depositati mediante tecnologia di ionizzazione a impulsi - Principio e metodo di sperimentazione

Le pellicole di carbonio a forma di diamante (film DLC), come nuova generazione di materiali ottici a film sottile, hanno eccellenti proprietà ottiche, meccaniche, elettriche, termiche e acustiche. Con i vantaggi della regione infrarossa trasparente, elevata durezza, alta conduttività termica, resistenza all'abrasione, proprietà chimiche stabili, resistenza agli shock termici e così via. Ha buone prospettive applicative.

Il film DLC viene depositato mediante placcatura ionica ad arco pulsato, che è un metodo di deposizione fisica in fase vapore. Il metodo di placcatura è semplice. Non è necessario aggiungere bias negativo al substrato e riempire eventuali gas nella camera del vuoto durante il processo di placcatura. Il processo di placcatura ha una buona ripetibilità ed è adatto per la produzione industriale di grandi lotti. Lo strato di film DLC rivestito da questo metodo ha elevata purezza, buona trasparenza ottica; proprietà chimiche stabili e buona resistenza all'usura. Può essere utilizzato come eccellente pellicola a infrarossi e pellicola protettiva.

Le pellicole di carbonio a forma di diamante erano rivestite da un dispositivo di rivestimento a vuoto importato dall'estero. Il dispositivo contiene tre sorgenti di ioni: una sorgente di ioni di gas utilizzata per pulire e riscaldare la superficie del substrato; una sorgente di ioni a più archi a catodo continuo con filtrazione magnetica, con un catodo di Ti metallico per la placcatura dello strato intermedio di transizione; la terza sorgente di ioni è una sorgente di ioni ad arco pulsato con un catodo di grafite e un polo d'arco. È usato per la placcatura del diamante come il film di carbonio.

Il principio e il metodo dell'esperimento

La sorgente ionica ad arco pulsato è costituita da un catodo, un anodo e un elettrodo ad arco. Il catodo è fatto di materiale evaporato e la sorgente di ioni ha un anodo appositamente fatto. La scarica dell'arco sotto vuoto generata dal catodo della sorgente ionica fa evaporare il materiale catodico e ionizza, formando un plasma, da un lato, forma un rivestimento sul substrato e, dall'altro, sostiene una scarica ad arco. Il meccanismo di emissione degli elettroni della scarica ad arco del catodo freddo è principalmente l'emissione di elettroni di campo, e l'emissione di campo ha bisogno di stabilire un forte campo elettrico sulla superficie del catodo. Pertanto, solo la differenza di potenziale tra il catodo e l'anodo della sorgente di ionizzazione non è sufficiente, quindi è necessario colpire l'arco. Il dispositivo utilizza un elettrodo ad arco, che genera una piccola scarica di corrente e pre-ionizzazione tra gli elettrodi ad arco, e quindi applica una tensione non molto alta tra i due elettrodi principali del catodo e l'anodo (generalmente tra 40V e 400V). Il gas e l'evaporazione si rompono per formare un arco.

Durante il processo di lavoro, la camera a vuoto viene evacuata a 2x10 ^-3 Pa, ei condensatori C ₁ e C ₂ sono carichi, dando all'SCR un segnale di arco. Una piccola scarica di corrente viene generata tra gli elettrodi di arco. C'è uno strato conduttivo tra l'anodo e il catodo. Il condensatore C _{1 si} scarica tra il catodo e l'anodo. Con il rilascio del deposito di energia del condensatore C ₁ , quando l'energia fornita dal condensatore non è sufficiente per mantenere la scarica, lo scarico si fermerà.