7 Слайд. Испарители с магнитны.111 удержаиием катодного пятна

Удержание КП вакуумной дуги с помощью магнитных полей

основано на их свойстве смещаться в направлении острого угла,

образованного силовым·! линиями магнитного поля с поверхностью

катода. Если катод имеет форму конуса в однородном магнитном поле или

цилиндра в расходящемся магнитном поле КП перемещаются в

направлении его испаряемого торца. Обычно острый угол u (рис. 2.19),

образованный силовыми линиями магнитного nоля с боковой

поверхностью катода, составляет не менее 15 ... 20°, а наnряжённость

магнитного nоля на уровне 100 ... 200 Э.

8 Слайд . Для повышения коэффициента использования испаренного металла

потоки металлической .шазмы можно фокусировать. На заряженные

частицы с целью изменения их траектории движения можно

воздействовать электрическими и магнитными полями. На рис. 2.23

nоказана схема исnарительного устройства с электромагнитной

фокусировкой ионного комnонента металлической nлазмы

Анод испарителя имеет вид nротяжённого цилиндра из

немагнитной нержавеющей стали, на одном торце которого установлен

цилиндрический торцевой катод. Снаружи цилиндра расnолагаются

соленоиды 3 и 4. Средняя часть соленоида 3 совnадает с охлаждаемым

торцом катода. Поверхность исnарения катода совnадает с краем

соленоида 3. Соленоид 4 находится на конце анода. Оба соленоида

создают магнитное nоле, силовые линии которого в районе боковой

nоверхности катода обесnечивают выход КП на его торцевую

nоверхность, но не nерссекают анод. Соленоид 3 создаёт на оси катода

магнитное nоле наnряжённостью - 150 ... 200 Э для удержания КП на

торцевой nоверхности; соленоид 4 магнитное nоле величиной

- 50 ... 100 Э, обеспечивающее фокусировку nлазменного потока.

9 Слайд. Ко,"бuиировашtый испаритель

Испарители этой конструкции применяются на установках типа

«Булат-3)>, ИЭТ-8 и некоторых установках фирмы Multi Arc Vacuuш

Systems [ 1] (рис. 2.28). В испарителе использованы различные способы

удержания КП на испаряемой поверхности, что дало возможность снизить

пороговый ток, например, на титане до 35 .. .40 А, уменьшить капельную

составляющую.

Цилиндрический катод 2, расположенный соосно с анодом 1 (обычно

это корпус вакуумной камеры), охвачен дополнительным анодом 3,

который расположен на уровне торца катода и изолирован экраном 5 и

соленоидом 6, размещённым ниже испаряемого торца катода. По

периметру испаряемой поверхности катода имеется выступ высотой 1 ... 2

мм. Зазор между дополнительным анодом и катодом составляет 1 ... 1 ,5 мм.

На фланце 4 укреплёно поджигающее устройство 9, представляющсс

собой электромаrюпный механизм, замыкающий дуговой промежуток.

Все основные элементы испарителя - катодный узел, экран, поджигаюшее

устройство, дополнительный анод совместно с фланцем и основной анод

изолированы друг от друга прокладками 8 из органического стекла и

фторопласта с резиновыми уплотнениями 7.

1 Дополнительный анод соединён с основным через резистор

0,5 ... 2 Ом. Между корпусом поджигающего устройства и анодом включён

резистор, ограничивающий ток через замыкатель во избежание его

приварнвания к катоду. Величина этого резистора составляет 1 0 ... 18 Ом и

зависит от материала катода. Между экраном и анодом включён

конденсатор, который препятствует возникновению каскадных дуговых

разрядов по цепи катод - экран - анод, которые могут появляться при

наличии rюовыделений у катода вследствие загрязнений или течей [24).__

При отсутствии внешнего магнитного nоля катодные nятна

nеремешаются хаотически no торцевой nоверхности катода, а np11

nоnадании на внутреннюю nоверхность выстуnа возвращаются обратно на

торцевую поверхность nод воздействием магнитных nолей тока разряда,

nротекающего no выстуnу и затем no катоду. При поnадании КП на

наружную боковую nоверхность катода разряд не гаснет, а продолжается

через доnолнительный анод, однако этот nуть энергетически менее

выгоден, и разряд возвращается на основной анод, а nятно - на

испаряемую поверхность без nогасания (25].

Под влиянием магнитных nолей тока разряда, nротекающего no

катоду, КП в основном находятся в центральной части торца, что

nриводит к неравномерному испарению катода (рис. 2.29,а), т.е. к

неэффективному использованию исnаряемого материала. Вследствие

относительно низкой скорости леремещения КП nлазменный nоток

содержит большое количество калельной фазы.