針對(duì)幾種應(yīng)用于工具鍍膜的磁場(chǎng)控制的電弧離子鍍弧源，分析了其結(jié)構(gòu)、工作原理以及弧斑運(yùn)動(dòng)、放電特性；比較了不同磁場(chǎng)輔助受控弧源的靶結(jié)構(gòu)及磁場(chǎng)位形，并討論了對(duì)弧斑運(yùn)動(dòng)、放電及鍍膜工藝的影響；對(duì)磁場(chǎng)控制的電弧離子鍍弧源的發(fā)展進(jìn)行了展望。

　　提高工具、模具的加工質(zhì)量和使用壽命一直是人們不斷探索的課題。電弧離子鍍技術(shù)是一種工模具材料表面改性技術(shù)，具有離化率高、可低溫沉積、膜層質(zhì)量好以及沉積速率快等其他鍍膜方式所不具備的優(yōu)勢(shì)，已在現(xiàn)代工具以及各種模具的表面防護(hù)取得了理想的應(yīng)用效果。但是，電弧放電導(dǎo)致的大顆粒存在限制了工模具涂層技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用，也成為后期電弧離子鍍技術(shù)發(fā)展的主要論題。

　　離子鍍弧源是電弧等離子體放電的源頭，是離子鍍技術(shù)的關(guān)鍵部件。電弧離子鍍采用的弧源是冷陰極弧源，這種弧源中電弧的行為被陰極表面許多快速游動(dòng)、高度明亮的陰極斑點(diǎn)所控制。在發(fā)展和完善電弧離子鍍技術(shù)的過(guò)程中，對(duì)電弧陰極斑點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的有效控制至關(guān)重要，因?yàn)檫@決定了電弧放電的穩(wěn)定性、陰極靶材的有效利用、大顆粒的去除、薄膜質(zhì)量的改善等諸多關(guān)鍵問(wèn)題的解決。國(guó)內(nèi)外一直致力于這方面的工作，研究熱點(diǎn)主要集中在磁場(chǎng)控制的弧源設(shè)計(jì)上。由于真空電弧的物理特性，外加電磁場(chǎng)是控制弧斑運(yùn)動(dòng)的有效方法，目前所有的磁場(chǎng)設(shè)計(jì)都是考慮在靶面形成一定的磁場(chǎng)位形，利用銳角法則限制弧斑的運(yùn)動(dòng)軌跡，利用橫向分量提高弧斑的運(yùn)動(dòng)速度。

　　理想的磁場(chǎng)設(shè)計(jì)體現(xiàn)為：一方面盡可能擴(kuò)大磁場(chǎng)橫向分量的面積與強(qiáng)度，另一方面樶大程度的控制和限制弧斑的運(yùn)動(dòng)。由于工具鍍膜持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)膜層的性能要求較高，工業(yè)應(yīng)用的離子鍍弧源應(yīng)具備以下幾點(diǎn)特性：(1)放電穩(wěn)定，不經(jīng)常滅弧；(2)弧斑運(yùn)動(dòng)約束合理，不跑??；(3)靶材利用率高；(4)弧斑細(xì)膩，放電功率密度小，大顆粒少；(5)等離子體密度以及離化率高，向工件輸運(yùn)的等離子體通量足夠。

標(biāo)簽：離子源電源