Basisteory fan magnetyske filtraasjeapparaat
It filtermeganisme fan it magnetyske filterapparaat foar grutte dieltsjes yn 'e plasmabeam is as folget:
Mei it brûken fan it ferskil tusken plasma en grutte dieltsjes yn lading en lading-tot-massa-ferhâlding, is d'r in "barriêre" (sawol in baffle as in bûgde buismuorre) pleatst tusken it substraat en it katode-oerflak, dy't alle dieltsjes blokkeart dy't yn in beweging bewege. rjochte line tusken de kathode en it substraat, wylst de ioanen kinne wurde ôfwiisd troch it magnetysk fjild en passe troch de "barriêre" nei it substraat.
Wurkprinsipe fan magnetyske filtraasjeapparaat
Yn it magnetysk fjild, Pe<
Pe en Pi binne respektivelik de Larmor-radius fan elektroanen en ionen, en a is de ynderlike diameter fan it magnetyske filter.De elektroanen yn it plasma wurde beynfloede troch de Lorentz-krêft en draaie aksiaal lâns it magnetyske fjild, wylst it magnetyske fjild minder effekt hat op 'e klustering fan 'e ioanen troch it ferskil tusken de ioanen en elektroanen yn 'e Larmor-radius.As de elektroanenbeweging lykwols lâns de as fan it magnetyske filterapparaat, sil it ioanen lâns de axiale lûke foar de rotaasjebeweging fanwege har fokus en it sterke negative elektryske fjild, en de elektroanensnelheid is grutter dan it ion, dus it elektron lûkt it ion hieltyd nei foaren, wylst it plasma altiten quasi-elektrysk neutraal bliuwt.De grutte dieltsjes binne elektrysk neutraal of in bytsje negatyf belêste, en de kwaliteit is folle grutter as de ioanen en elektroanen, yn prinsipe net beynfloede troch it magnetysk fjild en lineêre beweging lâns de inertia, en sil wurde filtere út nei botsing mei de binnenste muorre fan de apparaat.
Under de kombinearre funksje fan it bûgen magnetysk fjild curvature en gradient drift en ion-elektron botsingen, it plasma kin wurde ôfwiisd yn de magnetyske filtration apparaat.Yn De mienskiplike teoretyske modellen brûkt hjoed binne de Morozov flux model en de Davidson rigid rotor model, dy't hawwe de folgjende mienskiplike skaaimerk: der is in magnetysk fjild dat makket de elektroanen bewege yn in strikt helical wize.
De sterkte fan it magnetyske fjild dat de axiale beweging fan it plasma yn it magnetyske filtraasjeapparaat liede moat sa wêze dat:
Mi, Vo en Z binne respektivelik de ionmassa, de transportsnelheid en it oantal ladingen.a is de ynderlike diameter fan it magnetyske filter, en e is de elektroanenlading.
It moat opmurken wurde dat guon hegere enerzjy-ionen net folslein bûn wurde kinne troch de elektroanenbeam.Se kinne de ynderlike muorre fan it magnetyske filter berikke, wêrtroch't de binnenmuorre op in posityf potinsjeel makket, wat op syn beurt de ioanen ynhibeart om troch te gean nei de binnenmuorre en ferminderet it ferlies fan plasma.
Neffens dit ferskynsel kin in passende positive biasdruk tapast wurde oan 'e muorre fan it magnetyske filterapparaat om de botsing fan ioanen te ynhiberjen om de effisjinsje fan doeliontransport te ferbetterjen.
Klassifikaasje fan magnetyske filtraasjeapparaat
(1) Lineêre struktuer.It magnetysk fjild fungearret as in gids foar de ion beam stream, it ferminderjen fan de grutte fan 'e kathode spot en it oanpart fan makroskopyske dieltsje klusters, wylst yntinsivearring fan de botsingen binnen it plasma, wêrtroch de konverzje fan neutrale dieltsjes yn ioanen en it ferminderjen fan it oantal makroskopyske particle clusters, en fluch ferminderjen fan it oantal grutte dieltsjes as de magnetyske fjild sterkte nimt ta.Yn ferliking mei de konvinsjonele metoade foar multi-arc ion coating, dit strukturearre apparaat oerwint de signifikante fermindering fan effisjinsje feroarsake troch oare metoaden en kin soargje yn wêzen konstante film deposition rate wylst it ferminderjen fan it oantal grutte dieltsjes mei likernôch 60%.
(2) Curve-type struktuer.Hoewol de struktuer hat ferskate foarmen, mar it basisprinsipe is itselde.It plasma beweecht ûnder de kombineare funksje fan magnetysk fjild en elektrysk fjild, en it magnetysk fjild wurdt brûkt om it plasma te beheinen en te kontrolearjen sûnder beweging yn 'e rjochting fan magnetyske krêftlinen te deflearjen.En de uncharged dieltsjes sille bewege lâns de lineêre en wurde skieden.De films taret troch dit strukturele apparaat hawwe hege hurdens, lege oerflak rûchheid, goede tichtens, unifoarme korrel grutte, en sterke film basis adhesion.XPS-analyze lit sjen dat de oerflakhurdheid fan ta-C-films bedekt mei dit soarte apparaat 56 GPa kin berikke, dus it bûgde struktuerapparaat is de meast brûkte en effektive metoade foar ferwidering fan grutte dieltsjes, mar de effisjinsje fan doeliontransport moat wêze fierder ferbettere.It 90 ° bocht magnetyske filtraasjeapparaat is ien fan 'e meast brûkte apparaten foar bûgde struktuer.Eksperiminten op it oerflakprofyl fan Ta-C films litte sjen dat it oerflakprofyl fan 360 ° bocht magnetysk filtraasjeapparaat net folle feroaret yn ferliking mei 90 ° bocht magnetysk filtraasjeapparaat, sadat it effekt fan 90 ° bocht magnetyske filtraasje foar grutte dieltsjes yn prinsipe kin wêze berikt.90 ° bocht magnetyske filtration apparaat hat benammen twa soarten struktueren: ien is in bocht solenoid pleatst yn 'e fakuüm keamer, en de oare wurdt pleatst út' e fakuüm keamer, en it ferskil tusken harren is allinnich yn 'e struktuer.De wurkdruk fan 90 ° bocht magnetysk filtraasje apparaat is yn 'e folchoarder fan 10-2Pa, en it kin brûkt wurde yn in breed skala oan tapassingen, lykas coating nitride, okside, amorphous koalstof, semiconductor film en metaal of net-metaal film .
De effisjinsje fan magnetyske filtraasjeapparaat
Om't net alle grutte dieltsjes kinetyske enerzjy ferlieze kinne by trochgeande botsingen mei de muorre, sil in bepaald oantal grutte dieltsjes it substraat berikke troch de piipútgong.Dêrom, in lange en smelle magnetyske filtration apparaat hat in hegere filtration effisjinsje fan grutte dieltsjes, mar op dit stuit sil tanimme it ferlies fan doel ioanen en tagelyk tanimme de kompleksiteit fan de struktuer.Dêrom, soargje dat de magnetyske filtration apparaat hat poerbêst grutte particle removal en hege effisjinsje fan ion ferfier is in needsaaklike betingst foar multi-arc ion coating technology te hawwen in breed tapassing perspektyf yn deponearje hege prestaasjes tinne films.De wurking fan it magnetyske filtraasjeapparaat wurdt beynfloede troch de sterkte fan it magnetyske fjild, de bûgde bias, de meganyske baffle-aperture, de bôgeboarnestroom en de ynfalshoek fan opladen dieltsjes.Troch it ynstellen fan ridlike parameters fan it magnetyske filtraasjeapparaat, kin it filtereffekt fan grutte dieltsjes en de effisjinsje fan ionoerdracht fan it doel effektyf wurde ferbettere.
Post tiid: Nov-08-2022