Vacuum arc coatings deposition method

Vacuum chamber with 2 vacuum-arc sources

 

General charasteristic

 

Источником напыляемого материала в вакуум-дуговом методе служит катод разрядного промежутка, в котором возбуждается дуговой разряд при пониженном давлении (в вакууме). В отличие от дугового разряда при нормальном (атмосферном) давлении вакуумный дуговой разряд происходит в парах металла, при этом разряд локализуется в небольших областях, имеющих микронные размеры и хаотически перемещающихся по поверхности катода. Плотность энергии в таких областях, называемых катодными пятнами, достигает значений 10⁹ Вт/см². Благодаря этому за время ~ 5 – 40 нсек. (время покоя катодного пятна при его хаотическом движении) давление паров металла достигает значений ~10⁵ Па, а степень ионизации паров металла может составлять величину, близкую к 100%. Энергия ионов в плазме дугового разряда имеет значения 5-20 эВ.

 

 

Эти особенности вакуум-дугового разряда, в основном, и определяют возможности рассматриваемого метода получения покрытий с высокой степенью адгезии, плотности, различного структурного состояния и фазового состава.

 

Вакуум-дуговой метод позволяет:

 

·      Получать покрытия практически из любых металлов, сплавов и проводящих соединений;

·      Проводя процессы осаждения в реакционно-способных газообразных средах (N₂, O₂, CH₄ и др.), получать покрытия из окислов, нитридов, карбидов металлов, оксикарбонитридов и более сложных соединений;

·      Прикладывая к изделию отрицательный потенциал, проводить предварительно ионно-плазменную очистку поверхности, разогревать изделие и поддерживать его температуру на требуемом уровне, модифицировать структуру растущего покрытия и изменять другие его характеристики.

 

Наиболее эффективно применение для:

 

·        Нанесения тонкопленочных упрочняющих износо- и эрозионно-стойких покрытий на режущий инструмент, пресс-формы, детали машин и механизмов и др.

·        Нанесения защитных и защитно-декоративныых покрытий в химической, машиностроительной отраслях, автомобилестроении, производстве мединструментов, товаров народного потребления и др.

·        Нанесения покрытий для защиты  от коррозии в агрессивных и особо агрессивных жидких и газовых средах.

·        Получения покрытий и материалов для оптических и оптоэлектронных приборов.