Об эффективности вакуумно-дуговых источников плазмы с сепарацией капельной фазы эрозии катода

Проведен анализ литературных данных по оценкам эффективности плазменных фильтров и выполнены эксперименты по измерениям скорости осаждения покрытий в плазме вакуумной дуги. Результаты анализа литературы и данные измерений свидетельствуют о том, что токовая эффективность плазменных фильтров совпадает...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2009
Hauptverfasser:	Хороших, В.М., Комарь, А.А., Бровина, М.А.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України 2009
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/7950
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Об эффективности вакуумно-дуговых источников плазмы с сепарацией капельной фазы эрозии катода / В.М. Хороших, А.А. Комарь, М.А. Бровина // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 1-2. — С. 54-59. — Бібліогр.: 17 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-7950
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-79502010-04-23T12:02:02Z Об эффективности вакуумно-дуговых источников плазмы с сепарацией капельной фазы эрозии катода Хороших, В.М. Комарь, А.А. Бровина, М.А. Проведен анализ литературных данных по оценкам эффективности плазменных фильтров и выполнены эксперименты по измерениям скорости осаждения покрытий в плазме вакуумной дуги. Результаты анализа литературы и данные измерений свидетельствуют о том, что токовая эффективность плазменных фильтров совпадает с эффективностью использования катодного материала для вакуума ~ 10-^4 Па. При наличии газа в фильтрующих системах токовая эффективность превышает эффективность использования катодного материала. В области давлений газа порядка нескольких Па следует учитывать влияние геометрии и потенциала подложкодежателя на результаты измерений скорости осаждения, необходимых для оценки эффективности использования катодного материала. Проведено аналіз літературних даних по оцінках ефективності плазмових фільтрів і виконані експерименти по вимірах швидкості осадження покриттів у плазмі вакуумної дуги. Результати аналізу літератури й дані вимірів свідчать про те, що струмова ефективність плазмових фільтрів збігається з ефективністю використання катодного матеріалу для вакууму ~ 10-^4 Па. При наявності газу у фільтруючих системах струмова ефективність перевищує ефективність використання катодного матеріалу. В області тисків газу порядку декількох Па варто враховувати вплив геометрії й потенціалу підкладинки на результати вимірів швидкості осадження, необхідні для оцінки ефективності використання катодного матеріалу. The literary data analysis is conducted by estimations of efficiency of plasma filters and the experiments are executed on measuring of deposition rate in vacuum-arc plasma. The results of literature analysis and information of measuring testify that current efficiency of plasma filters coincides with efficiency of the use of cathode material for a vacuum ~ 10-^4 Pa. At presence of gas in the filtering systems, current efficiency exceeds efficiency of the use of cathode material. In area of gas presence of about a few Pa it is necessary to take into account influence of substrate geometry and potential on the results of measuring of deposition rate, which is necessary for estimation of cathode material efficiency. 2009 Article Об эффективности вакуумно-дуговых источников плазмы с сепарацией капельной фазы эрозии катода / В.М. Хороших, А.А. Комарь, М.А. Бровина // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 1-2. — С. 54-59. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. 1999-8074 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/7950 537.525.5 ru Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Проведен анализ литературных данных по оценкам эффективности плазменных фильтров и выполнены эксперименты по измерениям скорости осаждения покрытий в плазме вакуумной дуги. Результаты анализа литературы и данные измерений свидетельствуют о том, что токовая эффективность плазменных фильтров совпадает с эффективностью использования катодного материала для вакуума ~ 10-^4 Па. При наличии газа в фильтрующих системах токовая эффективность превышает эффективность использования катодного материала. В области давлений газа порядка нескольких Па следует учитывать влияние геометрии и потенциала подложкодежателя на результаты измерений скорости осаждения, необходимых для оценки эффективности использования катодного материала.
format	Article
author	Хороших, В.М. Комарь, А.А. Бровина, М.А.
spellingShingle	Хороших, В.М. Комарь, А.А. Бровина, М.А. Об эффективности вакуумно-дуговых источников плазмы с сепарацией капельной фазы эрозии катода
author_facet	Хороших, В.М. Комарь, А.А. Бровина, М.А.
author_sort	Хороших, В.М.
title	Об эффективности вакуумно-дуговых источников плазмы с сепарацией капельной фазы эрозии катода
title_short	Об эффективности вакуумно-дуговых источников плазмы с сепарацией капельной фазы эрозии катода
title_full	Об эффективности вакуумно-дуговых источников плазмы с сепарацией капельной фазы эрозии катода
title_fullStr	Об эффективности вакуумно-дуговых источников плазмы с сепарацией капельной фазы эрозии катода
title_full_unstemmed	Об эффективности вакуумно-дуговых источников плазмы с сепарацией капельной фазы эрозии катода
title_sort	об эффективности вакуумно-дуговых источников плазмы с сепарацией капельной фазы эрозии катода
publisher	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
publishDate	2009
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/7950
citation_txt	Об эффективности вакуумно-дуговых источников плазмы с сепарацией капельной фазы эрозии катода / В.М. Хороших, А.А. Комарь, М.А. Бровина // Физическая инженерия поверхности. — 2009. — Т. 7, № 1-2. — С. 54-59. — Бібліогр.: 17 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT horošihvm obéffektivnostivakuumnodugovyhistočnikovplazmysseparaciejkapelʹnojfazyéroziikatoda AT komarʹaa obéffektivnostivakuumnodugovyhistočnikovplazmysseparaciejkapelʹnojfazyéroziikatoda AT brovinama obéffektivnostivakuumnodugovyhistočnikovplazmysseparaciejkapelʹnojfazyéroziikatoda
first_indexed	2025-07-02T10:43:34Z
last_indexed	2025-07-02T10:43:34Z
_version_	1836531596653494272
fulltext	ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-254 ВВЕДЕНИЕ Основным недостатком, ограничивающим область применения вакуумно-дуговых эро- зионных источников плазмы, является присутствие в плазменном потоке макрочас- тиц – капель и твердых осколков материала катода [1]. Для удаления макрочастиц из потока кон- денсируемого материала при его движении от катода до подложкодержателя используют- ся различного рода электромагнитные сис- темы поворота заряженных частиц. Одной из важнейших характеристик таких систем яв- ляется эффективность использования рабо- чего вещества – катодного материала источ- ника плазмы. Стремления к увеличению дан- ного параметра привели к появлению широ- коаппертурных Г-образных и Т-образных фильтров [2, 3] и систем с радиальными плаз- менными потоками [4 – 6]. При повышенном, по сравнению с первыми образцами криволи- нейных фильтров, значении внутреннего ра- диуса плазмовода r (60 мм [7] и 200 мм [3]), широкоаппертурные фильтры отличаются малым отношением радиуса поворота частиц R к внутреннему радиусу плазмовода (R/r = 1,3) [2, 3]. Радиальная система [4 – 6] содержит два прямолинейных источника плазмы с фокусировкой плазменного потока, расположенных соосно напротив друг друга. Покрытия получают конденсацией плазмен- ных потоков движущихся в кольцевом зазоре между источниками плазмы в радиальном от оси системы направлении. При размещении подложкодержателя с обрабатываемыми из- делиями вне зоны прямой видимости со сто- роны рабочих поверхностей катодов источни- ков плазмы, в такой системе обеспечивается очистка плазменных потоков от макрочастиц. Оценки эффективности широкоаппертур- ных криволинейных фильтров и радиальных систем проведены в работах [3, 5, 6]. При этом критерием эффективности служило ли- бо значение Ii(вых) /Ii(вх) (Ii(вых) и Ii(вх) – ионный ток на выходе и входе, соответственно), либо величина Ii(вых) /Iд (Iд – ток дуги в источниках плазмы). Для радиальной системы измерен- ная величина Ii(вых)/Ii(вх) достигает 80%. Одна- ко, известно [8], что в вакууме ∼ 10–3 Па, со- ответствующем условиям измерений в рабо- тах [5, 6], радиальные плазменные потоки ха- рактеризуются высоким содержанием ионов остаточного газа. В связи с этим обстоятельс- твом, измеренное значение Ii(вых)/Ii(вх) может оказаться завышенным по отношению к эф- фективности использования катодного мате- риала источников плазмы в такой системе. Так же не ясен механизм достаточно резкого повышения скорости конденсации покрытий, в радиальной системе при давлениях газа ∼ 1 ÷ 3 Па [5, 6] при заметном уменьшении отношения Ii(вых)/Iд. Радиальные потоки ионов остаточного га- за могут также повлиять на результаты оцен- УДК 537.525.5 ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВАКУУМНО-ДУГОВЫХ ИСТОЧНИКОВ ПЛАЗМЫ С СЕПАРАЦИЕЙ КАПЕЛЬНОЙ ФАЗЫ ЭРОЗИИ КАТОДА В.М. Хороших, А.А. Комарь, М.А. Бровина Институт физики твердого тела, материаловедения и технологий ННЦ “ХФТИ” Украина Поступила в редакцию 22.01.2009 Проведен анализ литературных данных по оценкам эффективности плазменных фильтров и выполнены эксперименты по измерениям скорости осаждения покрытий в плазме вакуумной дуги. Результаты анализа литературы и данные измерений свидетельствуют о том, что токовая эффективность плазменных фильтров совпадает с эффективностью использования катодного материала для вакуума ~ 10-4 Па. При наличии газа в фильтрующих системах токовая эффективность превышает эффективность использования катодного материала. В области давлений газа порядка нескольких Па следует учитывать влияние геометрии и потенциала подложкодежателя на результаты измерений скорости осаждения, необходимых для оценки эффективности использования катодного материала. ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-2 55 ки эффективности широкоаппертурных криволинейных фильтров с малым значением R/r. В связи с вышеизложенным, представляет интерес оценка эффективности широкоап- пертурных криволинейных фильтров и ра- диальных систем на основании измерений расхода катодного материала и количества ве- щества конденсируемого на подложке, а так- же выяснения механизма повышения ско- рости конденсации в радиальных системах при давлении газа ~1 ÷ 3. В настоящей работе оценки эффективнос- ти данных систем проведены на основании литературных данных по расходу массы ка- тодного материала и по измерениям количес- тва материала, конденсируемого на подлжко- держателе. Для изучения механизма измене- ния скорости конденсации покрытий в плаз- ме вакуумной дуги при наличии газа в разряд- ном промежутке исследовали конденсаты, по- лучаемые при различных потенциалах на подложках различной конфигурации. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ Результаты анализа литературных данных приведены в табл. 1. Суммарный расход катодного материала Vκ определялся как Vκ = κIд/ρ, где κ – коэффи- циент электропереноса, Iд – ток дуги, а ρ – плотность материала катода (4,5 г/см3 – для титана, 2,7 г/см3 – для алюминия и 1,8 г/см3 – для графита). Аналогичным образом опреде- лялся расход катодного материала в ионной фазе Vki. При этом вместо значения общего коэффициента эдектропереноса κ использо- вался коэффициента электропереноса в ион- ной фазе κ i. Значения κ и κ i при различных значениях давления газа в разрядном проме- жутке взяты из работ [9 – 11]. Для системы с радиальными потоками объем пленки Vпл, конденсируемой на подложкодержателе, оп- ределялся путем интегрирования распреде- ления скорости ее конденсации vk вдоль за- зора L между анодами источников плазмы (vk(L)) по площади цилиндрического под- ложкодержателя радиусом R [6]. Для криво- линейного фильтра интегрировалось распре- деление скорости конденсации по диаметру vk(D) плоского дискового подложкодержателя радиусом R [3]. В табл. 1 приведены значения скорости конденсации vk(м), соответствующие макси- муму кривой vk(L), а также значения давления газа в рабочем объеме (р), потенциала под- ложки (Uп) и ионного тока на подложкодер- жатель, соответствующих условиям экспери- ментов. Поскольку по данным работы [12], максимальная величина ионного тока, отби- раемая из плазмы вакуумной дуги, составляет 10% от разрядного тока, для оценки токовой эффективности рассматриваемых устройств использовалась величина 10Ii(вых)/Iд. Сравнение значений токовой эффектив- ности со значением эффективности использо- вания катодного материала для криволиней- ной системы с графитовым катодом указы- вает на то, что эффективность использования всего катодного материала примерно в 2 раза меньше значения токовой эффективности. Однако, при этом не учитывались степень эрозии катода в ионной фазе и повышение плотности конденсируемой пленки за счет формирования алмазоподобного покрытия. Следует ожидать заметного приближения эффективности использования катодного ма- териала к значению токовой эффективности с учетом данных факторов. Ссылка [4] [4] [6] [2] Катод + газ Ti Al Ti + N2 Графит р, Па 5⋅10–3 5⋅10–4 2 5⋅10–4 Ii, А 10 – 2 1,5 ÷ 2 Un, А –200 – –200 – L, мм 140 240 140 – R, мм 150 176 150 200 vκ(м), нм/с 1 1,2 8 18 Vпл, мм 3/с 0,13 0,32 0,52 0,087 κ, мкг/К 39 [9] 110 [10] 19 [9] 27 κ i, мкг/К 27,3 [9] 70 [10] 16,5 [9] – Iд, А 120 90 120 110 Vk, мм 3/с 2,1 7,34 1,01 1,34 1,65 Vki, мм 3/с 1,47 4,7 0,86 – Vпл/Vk, % 6,2 4,63 51 6,44 Vпл/Vki, % 9 6,8 60,5 – 10Ii(вых)/Iд, % 41,7 – 8,3 13 ÷ 18 Таблица 1 Экспериментальные условия и коэффициенты использования рабочего материала в сепарирующих устройствах В.М. ХОРОШИХ, А.А. КОМАРЬ, М.А. БРОВИНА ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-256 ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВАКУУМНО-ДУГОВЫХ ИСТОЧНИКОВ ПЛАЗМЫ С СЕПАРАЦИЕЙ КАПЕЛЬНОЙ ФАЗЫ ЭРОЗИИ КАТОДА К сожалению, авторы работы [2] не при- водят данных об измерениях профилей рас- пределения скорости конденсации для дуги с титановым катодом в области регистрации ионного выходного тока. Анализ данных про- филей, измеренных в вертикальном и гори- зонтальном направлениях, кроме получения однозначных данных о коэффициенте ис- пользования материала катода, мог бы отве- тить на вопрос о причинах аномально высо- ких потерь на выходном прямолинейном участке системы. Потери частиц на этом участке могут быть связаны с условиями ин- жекции плазменного потока. Уменьшение ко- эффициента пропускания частиц на данном участке следует ожидать в случае, если центр пучка смещен относительно центра системы, (поворот частиц на 90° не достигнут). Сравнение значений токовой эффектив- ности со значением эффективности исполь- зования катодного материала для радиаль- ной системы, функционирующей в вакууме ∼ 5⋅10–3 с титановыми катодами указывает на следующее. Эффективность использование всего катодного материала и катодного мате- риала расходуемого в виде ионов соответст- венно в 6,7 и в 4,6 раза меньше значения токовой эффективности данной системы. Как отмечалось выше, данное отличие связано с высоким содержанием газовых ионов в ра- диальных потоков плазмы вакуумной дуги. Для радиальной системы, функциониру- ющей в азоте, при его давлении ∼ 2 Па, про- исходит резкое увеличение скорости конден- сации пленки нитрида титана (табл. 1), сопро- вождаемое снижением содержания газовых ионов в радиальных потоках [6]. В этих усло- виях следует ожидать сближения значений токовой эффективности и эффективности использования катодного материала. Однако, измеренная в этих условиях эффективность использования всего катодного материала и катодного материала расходуемого в виде ионов соответственно в 6 и в 7,5 раз больше значения токовой эффективности. Эффект повышения коэффициента испо- льзования катодного материала в данных ус- ловиях, к тому же сопровождаемый уменьше- нием ионного тока, не может быть связан с появлением сколь либо существенных ради- альных электрических полей в системе. Об этом свидетельствует практически полное совпадение кривых vk(L) для магнитных по- лей пробочной и остроугольной конфигура- ции [6] . Также маловероятным представ- ляется разворот основной части плазменного потока на подложкодержатель за счет упругих столкновений частиц титана с молекулами азота. Наблюдаемое явление может быть связано с влиянием подложкодержателя ограничен- ных размеров, находящегося под отрицатель- ным потенциалом, на заряженные частицы, находящиеся в его окрестности. ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ Для проверки данного предположения про- водили эксперименты по изучению влияния геометрии подложкодержателя на характер зависимостей скорости конденсации от его потенциала, полученных при различных дав- лениях азота. Нанесение покрытий проводили на серий- ной установке “Булат-6”, оснащенной вакуум- но-дуговыми источниками плазмы с фокуси- ровкой плазменного потока. В качестве катодного материала применяли титан марки ВТ-1. В качестве подложкодержателя исполь- зовали диск из немагнитной нержавеющей стали, установленный на расстоянии 100 мм от выходного торца анода на оси источника плазмы. Покрытия наносили на цилиндри- ческие образцы диаметром и высотой 10 мм, изготовленные из нержавеющей стали. Тол- щина покрытий измерялась на интерферо- метре по методу “теневых ножей”. Схема рас- положения образцов на подложкодержателе представлена на рис. 1. Рис. 1. Схема расположения образцов на подложко- держателе: 1 – подлжкодержатель; 2 – образцы. ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-2 57 Результаты измерений зависимостей ско- рости осаждения покрытий от потенциала смещения, полученные при различных давле- ниях азота приведены на рис. 2. Из рис. 2 следует, что для давления азота 0,5 Па расположение образцов не влияет на зависимости скорости осаждения от потен- циала подложки. Однако, для давления азота 2 Па на образцах, выступающих над подлож- кой, наблюдается рост скорости конденсации при увеличении потенциала от плавающего до ∼ –200 ÷ –250 В. При этом потенциал под- ложки практически не влияет на скорость осаждения пленки на образцах, расположен- ных заподлицо с поверхностью подложки. Причиной изменения характера кривых vk(Un) при давлениях азота порядка неско- льких Па может быть изменение параметров плазмы дугового разряда. Так, в работе [13] отмечено, что в плазме вакуумной дуги при токе ∼ 100 А и давлении азота в несколько Па происходит срыв бунемaновской неустой- чивости, являющейся причиной ускорения ионов по направлению от катода к аноду. При отсутствии ускорения движение ионов будет носить изотропный характер, в то время как при более низких давлениях газа мы имеем дело с направленным потоком частиц. Для направленного потока потенциал подложки не оказывает влияния на количество частиц, поступающих на поверхность конденсации любой геометрии. Однако, для изотропного распределения скорости частиц картина меняется. В теории больших зондов [14] (R0 >> D, здесь R0 и D – радиус зонда и дебаевский ра- диус соответственно) для изотермической плазмы рассматриваются два случая. Малый потенциал зонда ϕ0 << (R0/D)4/3 и случай бо- льших потенциалов ϕ0 >> (R0/D)4/3. В первом случае ток насыщения притягивающихся час- тиц превышает ток в отсутствие потенциала в 1,47 раза. Для второго случая насыщение тока притягивающихся частиц с ростом по- тенциала не наблюдается. Это связано с не- прерывным возрастанием размеров слоя объемного заряда, окружающего зонд, вслед- ствие чего отбор частиц непрерывно увели- чивается. Так, при ϕ0 = 100 ток притягива- ющихся частиц более чем в 80 раз превы- шает ток в отсутствие потенциала. В рас- сматриваемых экспериментальных условиях образец, выступающий над подложкой, соот- ветствует случаю большого зонда под высо- ким потенциалом, в то время как подложко- держатель отвечает условиям большого зонда при небольших потенциалах. Действительно, для плазмы вакуумной дуги концентрация заряженных частиц находится на уровне 1010 ÷ 1011 см-3, а температура электронов на- ходится на уровне ∼ 2 ÷ 3 эВ [15]. При этом дебаевский радиус экранирования находится на уровне ∼ 10–2 ÷ 10–1 мм. Таким образом, для образцов радиусом 5 мм при подаче на него потенциала порядка сотни вольт выпол- няется условие большого зонда под высоким потенциалом. Данное обстоятельство может привести к отличию скоростей осаждения при различном расположении обрабатывае- мых образцов, находящихся под одинаковым потенциалом. Подтверждением этому явля- ются данные по измерениям плотности ион- ного тока, проведенные с помощью плоского одиночного зонда малых (R ∼ 5 мм) размеров и тока на подложкодержатель диаметром 80 мм [16, 17]. При измерениях тока зонда, находящегося под фиксированным потен- циалом – 100 В области давлений 1 ÷ 3 Па наблюдается рост тока зонда, в то время как для подложкодержателя с ростом давления в Рис. 2. Зависимости скорости осаждения покрытий от потенциала смещения: 1, 2 – давление азота 0,5 Па; 3, 4 – 2 Па. Зачерненные маркеры относятся к об- разцам, расположенным заподлицо с подложкой, свет- лые – образцы выступают над подложкой. В.М. ХОРОШИХ, А.А. КОМАРЬ, М.А. БРОВИНА ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-258 ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВАКУУМНО-ДУГОВЫХ ИСТОЧНИКОВ ПЛАЗМЫ С СЕПАРАЦИЕЙ КАПЕЛЬНОЙ ФАЗЫ ЭРОЗИИ КАТОДА диапазоне 0,01 ÷ 5 Па наблюдается моно- тонное снижение тока. Отметим, что покры- тия в системе с радиальными потоками полу- чали при потенциале смещения – 200 В на образцах, выступающих над подложкодер- жателем. При давлении азота порядка не- скольких Па при таком расположении об- разцов измерения скорости осаждения в ра- диальных потоках могут давать неверную информацию о количестве частиц поступаю- щих на выход системы. ВЫВОДЫ Таким образом, анализ литературных данных и проведенные измерения позволяют сделать следующие выводы: 1. В вакууме ∼ 10–4 Па измеряемые значения токовой эффективности близки к значе- ниям эффективности использования мате- риала катода. 2. В области давлений газа ∼ 10–3 ÷ 10–1 Па токовая эффективность систем фильтра- ции плазмы вакуумной дуги может пре- вышать эффективность использования материала катода, вследствие высокого содержания газовых ионов в радиальных плазменных потоках. 3. В области давлений газа порядка не- скольких Па измерения скорости осажде- ния покрытий, необходимые для оценки эффективности использования материала катода, следует проводить с учетом воз- можного влияния геометрии и потенциала образцов, используемых в экспериментах. ЛИТЕРАТУРА 1. Boxman R.L., et al. Recent progress in filtered vacuum arc deposition//Surf. Coat. Technol. – 1996. – Vol. 86-87. – P. 243-253. 2. Strel’nitskij V.E., Aksenov I.I, Peculiarities of direct vacuum-arc processes of DLC films dep- osition//Prc. 21th Int. Symp. On Disharges and El. Insulation in Vacuum. – Yalta (Ukraine). – 2004. – Vol. 2. – P. 461-466. 3. Aksenov I., Strel’nitskij V.E., Vasiliev V.V., Zaleskij D.Yu. Efficency of magnetic plasma fil- ters//Surf. Coat. Technol. – 2003. – Vol. 163-164. – P. 118-127. 4. Aksenov I.I., Khoroshikh V.M., Lomino N.S., Ovcharenko V.D, Zadneprovskij Yu.A. Transfor- mation of axial vacuum-arc plasma flows into radial streams and their use in coating deposi- tion//IEEE trans. Plasma Sci. – 1999. – Vol. 27, № 4. – P. 1026-1029. 5. Aksenov I.I. Magnetic confiniment structures in vacuum-arc plasma filtering systems//Prc. 21th Int. Symp. On Disharges and El. Insulation in Vacuum. – Yalta (Ukraine). – 2004. – Vol. 2. – P. 467-472. 6. Аксенов И.И. Вакуумная дуга в эрозионных источниках плазмы. – Харьков: ННЦ ХФТИ, 2005. – 212 с. 7. Аксенов И.И., Белоус В.А., Падалка В.Г., Хороших В.М. Устройство для очистки плаз- мы вакуумной дуги от макрочастиц//ПТЭ. – 1978. – № 5. – C. 236-237. 8. Хороших В.М. Стационарная вакуумная дуга в технологических системах для обработки поверхностей//Физическая инженерия пов- ерхности. – 2003. – T. 1, № 1. – С. 19-26. 9. Аксенов И.И., Коновалов И.И., Падалка В.Г., Хороших В.М. Исследование влияния давле- ния газа в объеме на прикатодные процессы стационарной вакуумной дуги//ТВТ. – 1984. – T. 22, № 4. – C. 650-654. 10. Хороших В.М., Холомеев М.Г. Пространст- венное распределение потоков частиц в ста- ционарном дуговом разряде низкого давле- ния//Физическая инженерия поверхности. – 2004. – Т. 2, № 6. – С. 167-170. 11. Аксенов И.И., Кудрявцева Е.Е., Кунченко В.В., Падалка В.Г., Попов А.И., Хороших В.М. Исследование влияния давления газа в объеме на параметры капельной фазы эрозии катода стационарной вакуумной дуги: Препр. / ХФТИ. ЦНИИатом- информ; 84-18.– М.: 1984. – 17 с. 12. Kimblin C.W. Erosion and ionization in the cath- ode spot regions of vacuum arcs//J. Appl. Phys. – 1973. – Vol.44, № 7. – P. 3074-3081. 13. Аксенов И.И., Коновалов И.И., Падалка В.Г., Сизоненко В.Л., Хороших В.М. Неустойчиво- сти в плазме вакуумной дуги при наличии га- за в разрядном промежутке. II//Физика плаз- мы. – 1985. – T. 11, Вып. 11. – С. 1380-1384. 14. Козлов О.В. Электрический зонд в плазме. – М.: Атомиздат, 1969. – 292 с. 15. Лунев В.М., Падалка В.Г., Хороших В.И. Исследование некоторых характеристик плаз- мы вакуумной металлической дуги. II//ЖТФ. – 1977. – T. 47, Вып. 7. – C. 1491-1495. 16. Аксенов И.И. Антуфьев Ю.П., Брень В.Г. Хо- роших В.М. Влияние давления газа в реак- ционном объеме на процесс синтеза нитридов при конденсации плазмы металлов//Химия ФІП ФИП PSE, 2009, т. 7, № 1-2, vol. 7, No. 1-2 59 высоких энергий. – 1986. – Т. 20, № 1. – С. 82-86. 17. Aksenov I.I., Khoroshikh V.M., The influence of nitrogen on the erosion plasma ion compo- ПРО ЕФЕКТИВНІСТЬ ВАКУУМНО-ДУГОВИХ ДЖЕРЕЛ ПЛАЗМИ ІЗ СЕПАРАЦІЄЮ КРАПЛИННОЇ ФАЗИ ЕРОЗІЇ КАТОДА В.М. Хороших, А.А. Комар, М.О. Бровіна Проведено аналіз літературних даних по оцінках ефективності плазмових фільтрів і виконані екс- перименти по вимірах швидкості осадження по- криттів у плазмі вакуумної дуги. Результати ана- лізу літератури й дані вимірів свідчать про те, що струмова ефективність плазмових фільтрів збігається з ефективністю використання катод- ного матеріалу для вакууму ∼ 10–4 Па. При наяв- ності газу у фільтруючих системах струмова ефективність перевищує ефективність викорис- тання катодного матеріалу. В області тисків газу порядку декількох Па варто враховувати вплив геометрії й потенціалу підкладинки на результати вимірів швидкості осадження, необхідні для оцінки ефективності використання катодного матеріалу. ABOUT EFFICIENCY OF VACUUM-ARC PLASMA SOURCES WITH SEPARATION OF DROP- PHASE CATHODE EROSION V.M. Khoroshikh, A.A. Komar, V.A. Brovina The literary data analysis is conducted by estima- tions of efficiency of plasma filters and the experi- ments are executed on measuring of deposition rate in vacuum-arc plasma. The results of literature anal- ysis and information of measuring testify that cur- rent efficiency of plasma filters coincides with effi- ciency of the use of cathode material for a vacuum ∼ 10–4 Pa. At presence of gas in the filtering systems, current efficiency exceeds efficiency of the use of cathode material. In area of gas presence of about a few Pa it is necessary to take into account influence of substrate geometry and potential on the results of measuring of deposition rate, which is necessary for estimation of cathode material efficiency. nent in a vacuum-arc sources//Proc. 18 ISDEIV. Eindhoven (The Netherlands).– 1998. – Vol. 2. – P. 573-576. В.М. ХОРОШИХ, А.А. КОМАРЬ, М.А. БРОВИНА

Об эффективности вакуумно-дуговых источников плазмы с сепарацией капельной фазы эрозии катода

Institution

Ähnliche Einträge