The invention discloses an ultra-wide and uniform magnetic filtering system and a cylindrical arc target device, including a wide magnetic filtering system, a vacuum chamber, a cylindrical target, a magnetic field, etc. The magnetic field is divided into control magnetic field, strong pulse magnetic field and transition magnetic field, and the cylindrical target can be rotated when it works. The cylindrical target height of the invention is not less than 0.7m, the diameter of the cylinder is 110 150mm, the magnetic field intensity of the permanent magnet in the arc target is 10 80mT, the uniformity of the maximum dimension direction in the range of 80% height is better than (+5%) during deposition, and the working life of the cylindrical target is not less than 150 hours when the arcing current is 200 A. The design equipment can be used for large-scale magnetic filtration deposition production with no particles on the surface, which makes up for the key technical bottleneck of poor uniformity and limited deposition size of conventional magnetic filtration equipment.
【技术实现步骤摘要】
一种超宽且均匀的磁过滤系统和圆柱电弧靶及真空设备
本专利技术是提高磁过滤沉积设备均匀性和沉积尺寸。具体是基于离子束技术的大面积均匀性好的磁过滤沉积设备。技术背景随着科学技术的快速发展,对材料表面改性技术的要求越来越高,传统单一的表面改性技术已越来越难以满足工业生产上的技术要求;合成化、集成化以及多功能化成为技术发展的趋势。近年来,一些表面改性复合技术不断问世并相继投入到产业中,并发挥着重要作用。例如磁控溅射技术与电弧离子镀技术的复合技术,兼容了磁控溅射技术可以沉积大面积和高均匀性的薄膜优点和离子镀技术制备高结合力薄膜的优点,提高了工艺实用性。再如多弧离子镀将多个弧源共同作用,不仅实现多元复合薄膜沉积,而且显著的提高了沉积效率,目前该技术在刀具、零部件加工产业中应用较为广泛。现表面沉积技术中多弧离子镀是其中非常重要的改性手段。但其存在一重要缺点,即沉积膜层的致密性不高,存在着微米级大颗粒,处理工件尺寸受限以及温度敏感性基体不适用等等。磁过滤阴极真空弧沉积技术是近年来发展起来的一种新型离子束薄膜制备方法,它通过磁过滤技术,过滤掉弧源产生的大颗粒和中性原子,得到无大颗粒的纯等离子束,有效地克服了普通弧源沉积方法中由于大颗粒的存在而产生的问题,制备的薄膜具有优异的性能,但直流磁过滤沉积技术重要的缺点是膜层沉积时有效面积有限,有效面积在直径160mm以内,对一些大尺寸的工件表面不能实现表面均匀镀膜。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术基于原有的磁过滤沉积系统,针对真空室结构、弧源靶结构及镀件进行解构,提出了一种超宽且均匀的磁过滤系统和圆柱电弧靶及真空设备。本专利 ...
【技术保护点】
1.一种超宽且均匀磁过滤系统和圆柱电弧靶及真空设备,其特征包括:主要部件:圆柱电弧靶、宽磁过滤系统、阳极筒系统、工件系统、磁场系统、真空系统以及进气系统;宽磁过滤系统所涉及的磁场包括:圆柱内靶永磁体磁场强度10‑80mT;连接靶和弯管的控制磁场,磁场强度10‑80mT;连接控制磁场的强脉冲磁场,其线包电流范围为50A‑1kA;连接强脉冲磁场和真空室的过渡磁场,磁场强度为10‑50mT;圆柱电弧靶可为导磁、非导磁金属材料,圆柱靶高度可为任意高,圆柱靶的直径为110‑150mm;阳极筒为导磁阳极筒,其相对磁导率为200‑2000;起弧工作的弧斑条数为2‑5条,设置两个辅助阳极系统,膜沉积不均匀度不大于±15%;工件系统内包括永磁体和公自转系统。
【技术特征摘要】
1.一种超宽且均匀磁过滤系统和圆柱电弧靶及真空设备,其特征包括:主要部件:圆柱电弧靶、宽磁过滤系统、阳极筒系统、工件系统、磁场系统、真空系统以及进气系统;宽磁过滤系统所涉及的磁场包括:圆柱内靶永磁体磁场强度10-80mT;连接靶和弯管的控制磁场,磁场强度10-80mT;连接控制磁场的强脉冲磁场,其线包电流范围为50A-1kA;连接强脉冲磁场和真空室的过渡磁场,磁场强度为10-50mT;圆柱电弧靶可为导磁、非导磁金属材料,圆柱靶高度可为任意高,圆柱靶的直径为110-150mm;阳极筒为导磁阳极筒,其相对磁导率为200-2000;起弧工作的弧斑条数为2-5条,设置两个辅助阳极系统,膜沉积不均匀度不大于±15%;工件系统内包括永磁体和公自转系统。2.根据权利要求书1所述的磁过滤系统,其特征包括:磁过滤沉积系统过滤角度为0-30°,离子损失为0-35%;磁过滤系统内设置锯齿形凹槽,微米级颗粒数小于5个/微米2,同时锯齿靠近阴极侧为小角度凹槽角度为0...
【专利技术属性】
技术研发人员:廖斌,欧阳晓平,罗军,
申请(专利权)人:北京师范大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。