低气压脉冲阴极弧薄膜沉积相关的研究硕士论文

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1、低气压脉冲弧薄膜沉积的相关研究摘要：脉冲电弧离子镀工艺具有离化率高、离子能量高、沉积速率快等优点，与直流偏压工艺相比较，可以进一步改良薄膜的膜基结合力和组织均匀性，使所镀基体表面的耐磨性能提高。由于具有以上的优点，脉冲弧薄膜沉积得到广泛应用。本文通过实验室自行搭建的脉冲电源进行脉冲弧薄膜沉积，对弧光放电的实验现象进行了研究，并在一定的实验条件下实验性地制备了低辐射薄膜。通过数值模拟方法，对比了三阶和十阶脉冲成形网络，模拟结果显示随着PFN节数的增多，其方波形态变好，并且脉冲宽度变宽。只用脉冲电源不易产生弧光放电，故使用高压触发装置，在电极之间引发电弧等离子体。通过改进了

2、阴极和触发极的真空接口部分，避免了爬电现象。另外还重新设计了阳极结构，使高分子薄膜更易安装。本文还研究几帕到几十帕的气压下脉冲弧薄膜沉积过程。首先用计算机同步采集弧光放电时电流和电压，观察了弧光放电时不同PFN充电电压下电流上升速率，弧光放电电阻随工作气压的变化。并对一些实验现象进行了解释说明。在一定的实验条件下，得出脉冲弧光放电时的电流电压关系，结果符合理论上的电弧伏安特性模型。通过在硅片上进行薄膜沉积，试验了脉冲放电次数、PFN充电电压、外加磁场、工作气压对膜层的厚度和光学参数的影响，综合考虑宏观大颗粒数目和薄膜的沉积速率和均匀度，我们发现在工作气压为20Pa，PF

3、N充电电压为140V，在阴阳极之间引入同步磁约束螺线管时，薄膜沉积的效果较好。在上述实验条件下，以聚酰亚胺为基底镀制低辐射薄膜。使用光谱椭偏仪对其的透过率进行研究。镀制单层Ag膜的聚酰亚胺，由于在沉积过程中Ag膜被氧化，并没有出现所期望的红外光区透过率的明显下降。在制备复合膜时，为了保护Ag层，在其上方加一层1nm左右厚度的Ti金属层，制得的复合薄膜实现了在可见光区具有高透过率、在红外光区具有高反射率的特性。说明使用脉冲阴极弧薄膜沉积的方法在一定的实验条件下，可以成功制得低辐射薄膜。关键词：真空脉冲弧光放电薄膜沉积低辐射薄膜ANINVESTIGATION0NTHINFI

4、LMDEP0SITl0NBYLOW—PRESSUREPULSEDARCABSTRACTT11epulsedarcionplatingpmcesshasadVantagesofhighionizationrateandionene嘲，，rapidd印ositionrate．ComparedwimtheDCbias，itimprovesadhesionandmembrane．basedhomogeneous，sothatthewearresistanceofthecoatedsubstmtehasbeenimproved．AstheadVantagesaboVe，pulse

5、arcd印ositionhasbeenusedwidely．IIlthispaper，thelaboratoW-builtpulsepowerwasusedtoproducepulsedarcdepositionandaninvestigationwasfocusonthephenomenonofarcdischa唱e．WecoatedLow—Efilmunderthefixedexperimentconditions．Thepulsefomlingne铆orkoftllree．orderandten．orderswasstlldiedbynumericalsimula

6、tionmethod．Theresultsshowedthatthemo印h0109yofsquare—waveisbetter，andtllewidthofpulseiswiderwithmorePFNsection．Itisdimculttoproducearcdischargebypulsepoweronly，sothehighVoltageignitiontriggerdeVicewasusedtoproducearcplasmabet、veent、】l，opoles．WehaVeredesi印edVacuumintemcepartofthetrigg甜ngde

7、VicetoaVoidt11egenerationofcre印agepheIlomenon；inaddition，wealsoredesignedthes缸1lctureofAnodeinordertofixP01Ⅵnerfilmeasily。Thepulsedarcdepositionwasstudiedinthispaper．Firstlyarcdischa唱ecurrentandvoltagewereacquiredsynchronouslybycomputerdudngthearcdischa玛e，thedif．ferentcur