微波等离子体增强弧辉渗镀涂层的装置及工艺

摘要

一种微波等离子体增强冷阴极电弧渗镀涂层的装置及工艺属于等离子表面改性的范畴，其特征是在加弧辉光离子渗镀装置中，引入一个微波ECR源，在真空电弧放电作用下从金属冷阴极电弧源发射出的高能量高离化率的金属粒子(离子、原子、分子等)，在微波ECR等离子体放电产生的高密度等离子体的作用下，得到进一步的离解活化，能量得到提高，与反应气体的化合过程得到加强，提高涂层沉积速度的同时，增强涂层与基底的结合能力，在工件表面快速获得碳、氮化合物硬质涂层。

主权项

1.一种微波等离子体增强弧辉渗镀涂层装置，其特征在于，是一种在沉积系统内采用阴极电弧源提供镀膜金属源，同时导入微波产生高密度微波ECR等离子体的装置，该装置是在极限真空度为1×10-3～5×10-3Pa并能通入气体介质的真空室(17)内，设置阴极电弧源系统，微波源系统，阴极转动系统，以及抽真空系统、送气系统和测温系统，其阴极电弧源系统由阴极电弧源(3)、引弧钩(2)和电弧电源(4)组成，微波源系统由微波源(14)、微波导入窗(15)和磁场线圈(16)组成，阴极转动系统由被处理工件(18)、阴极托盘(9)和转动机构(6)组成，送气系统由供气瓶(12)和供气孔(13)组成，测温系统是由测温仪(11)和观察测温孔(10)构成，抽气系统由机械泵(8)和扩散泵(7)组成，被处理工件(18)置于阴极托盘(9)之上，阴极电弧源(3)和引弧钩(2)置于钟罩(1)壁上，微波源(14)置于钟罩(1)的顶部，磁场线圈(16)位于微波导波管外，在钟罩(1)和阴极电弧源(3)之间连接一连续可调0～100V电压、0～300A的电弧电源(4)，在钟罩(1)和阴极托盘(9)之间连接一个连续可调的0～1000V的工件偏压电源(5)，阴极电弧源(3)的电弧靶材由欲渗的金属或合金制成，形状为圆柱形，直径和厚度为50～80mm×35～60mm，或者为方形，尺寸为200×400mm，钟罩(1)顶部联结的微波源(14)为2.45GHz，0～5000W。