[发明专利]一种多模式调制弧源装置

说明书

本发明属于电弧离子镀技术关键部件阴极弧源装备领域，具体是指一种多模式调制弧源装置，包括弧头组件、引弧组件、安装板，弧头组件与引弧组件均固定在安装板上；弧头组件与安装板之间设有绝缘密封组件，弧头组件与安装板之间形成密封腔室；弧头组件包括阴极座、阴极盖，阴极座、阴极盖可拆卸安装组成阴极组件；阴极座远离阴极盖的一侧表面上设有靶材安装部，靶材安装部内连接有靶材；阴极座与阴极盖之间设有水冷内腔；阴极座及阴极盖上可分别装配不同模式的永磁体组，可有效控制靶面的磁场强度，提升弧光放电过程中弧斑的运动速度，从而可以有效的降低弧光放电过程中的大颗粒。

技术领域

本发明属于电弧离子镀技术关键部件阴极弧源装备领域，具体是指一种多模式调制弧源装置。

背景技术

电弧离子镀膜技术是当今一种先进的真空镀膜技术，由于其结构简单，离化率高，入射粒子能量高，绕射性好，可实现低温沉积等一系列优点，使电弧离子镀技术得到快速发展并获得广泛应用，展示出很大的经济效益和工业应用前景。但是大颗粒的喷射造成了薄膜表面污染，导致表面的粗糙度增大而降低薄膜的光泽，对装饰及抗磨应用带来不利影响，严重影响薄膜的质量，导致镀层附着力降低并出现剥落现象，镀层严重不均匀等。但是电弧放电的特点使得大颗粒的存在成为工模具镀的阻碍，也成为阻碍电弧离子镀技术更深入广泛应用的瓶颈问题。

现阶段的常规弧源并不能很好的运用到部分放电异常的材料上，例如：石墨作为一种常见的导电低摩擦材料，其是制备导电及具有一定摩擦磨损性、超硬类金刚石的基础材料，但是石墨靶材在弧光放电时，电阻温度系数为负，温度越高，电阻越低，阴阳极放电等离子体阻抗也会降低，因此，放电过程中阴极弧斑易于静止，存在着弧斑聚集，运动速度低，刻蚀坑明显的缺点；纯金属锆的氮化物及氧化物都具有较为明亮的金属光泽，是一种较为常见的装饰性、功能性（陶瓷基材料）的表面涂层材料，但是锆在弧光放电过程中异于常见靶材（铬、钛），其对放电过程中的电子通道极为敏感，放电过程中弧斑极易发生跑弧现象，造成部分绝缘件损烧。

目前，应用比较多而且效果比较好的去除大颗粒的措施是磁过滤，磁过滤技术的采用，虽然有效地消除了大颗粒的污染，但由于等离子体在传输过程的损失，沉积速率也大幅度降低，目前等离子体的传输效率最高也仅有25％，导致了原材料的浪费和生产效率降低，电弧离子镀的优点就是沉积速率快，这也是该技术在工业领域广泛应用的原因之一，不能为了减少部分大颗粒而来损失这个突出的优点，这也是磁过滤技术不能工业化的重要原因。

现阶段对于弧源靶材有效利用的有效途径主要是通过手动调节单个磁组与靶材表面的距离，通过磁场的变化来控制弧斑的运动区域，这种方式为手动经验性操作，存在一定的不可控性，操作繁琐；另一种有效途径为电磁线圈控制弧靶弧斑的运动，但常用的电磁线圈其输出电压及频率为不可调，大部分仅仅为某个频率下的脉冲输出，不能实现输出电压、频率的线性的无极调节。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种多模式调制弧源装置。

本发明所采取的技术方案如下：一种多模式调制弧源装置，包括弧头组件、引弧组件、安装板，所述弧头组件与引弧组件均固定在安装板上；

所述弧头组件与安装板之间设有绝缘密封组件，通过所述绝缘密封组件使弧头组件与安装板之间形成密封腔室；

所述弧头组件包括阴极座、阴极盖，所述阴极座、阴极盖可拆卸安装组成阴极组件；所述阴极座远离阴极盖的一侧表面上设有靶材安装部，所述靶材安装部内连接有靶材；所述阴极座与阴极盖之间设有水冷内腔；

所述阴极座与阴极盖之间设有沿环状排列的若干永磁体安装孔，所述永磁体安装孔可拆卸安装有永磁体，且所述永磁体安装孔均位于靶材投射位置的外周；

所述阴极盖远离阴极座的一侧表面上可拆卸安装有永磁体安装件，所述永磁体安装件与阴极盖之间可拆卸安装有永磁体，所述永磁体安装件与阴极盖之间的永磁体位于靶材投射位置所在区域中。