Вакуум-дуговой метод нанесения покрытий
Внешний вид камеры с дуговыми источниками
Общая характеристика
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.