MEVVA离子束技术的发展及应用

金属蒸汽真空弧放电能够产生高密度的金属等离子体.通过二或三电极引出系统,可以把金属等离子体中的金属离子引出,并加速成为载能的金属离子束,这是MEVVA离子源技术.将载能离子束用于离子注入,可以实现材料表面改性.经过MEVVA源离子注入处理的工具和零部件,改性效果显著,因此MEVVA离子源在离子注入材料表面改性技术中得到很好的应用.另一方面,利用弯曲磁场把等离子体导向到视线外的真空靶室中的同时,过滤掉真空弧产生的液滴(大颗粒),当工件加上适当的负偏压时,等离子体中的离子在工件表面沉积,可以得到高质量的、平整致密的薄膜,称为磁过滤等离子体沉积.是一种先进的薄膜制备的新技术.此外,将MEVVA离子注入与磁过滤等离子体沉积相结合的复合技术,可以首先用离子注入的方法改变基材表面的性能,再用磁过滤等离子体沉积的方法制备薄膜,可以极大的增强薄膜与基材的结合强度,得到性能极佳的薄膜.适用于基材与薄膜性能差别大,结合不易的情况(例如陶瓷、玻璃表面制备金属膜).本文简要介绍了MEVVA离子注入技术、磁过滤等离子体沉积技术和MEVVA复合技术的发展和应用状况.     

金属等离子体浸没动态离子束增强沉积

采用由阴极真空弧等离子体源、负脉冲高压靶台和磁过滤系统组成的金属等离子体浸没动态离子束增强沉积系统,对３０４Ｌ不锈钢进行金属等离子体浸没动态离子束增强沉积处理。对试样予以电化学测试和ＡＥＳ分析。动态增强沉积试样比非增强沉积试样有更强的抗电化学腐蚀能力。     

离子注入-直流辉光放电等离子体制备Ti6Al4V-TiN-TiC生物梯度材料

本文采用离子注入、等离子体氮化和等离子体ＣＶＤ相结合的技术,制备梯度材料,解决了常规气相沉积方法难以实现金属基体到陶瓷涂层薄膜的梯度化问题．制备了附着性好、血液相容性好的Ｔｉ６Ａｌ－ＴｉＮ－ＴｉＣ生物梯度材料．     

磁过滤真空电弧沉积系统中阴极表面磁场分析研究

在有限元模型基础上,运用 ＡＮＳＹＳ软件对阴极 真 空 电 弧 沉 积 系 统 中 阴 极 表 面 磁 场 分 布 以 及 传 输 导 管 内 部磁场进行了模拟计算,研究了阴极表面附 近 磁 场 分 布 对 于 电 弧 稳 定 性 和 等 离 子 体 输 运 效 率 的 影 响．计 算 和 试 验 结 果 表明,调节阴极后部的永磁铁至合理位置以及在阳极筒外侧加聚焦线圈两项措施均能够改变阴极表面磁场分布．而对阴极 表面磁场的合理优化有利于电弧稳定,并能极大地提高等离子体传输效率,对于提高沉积效率具有重要意义．      

MEVVA源引出离子束流分布均匀性的初步研究

通过采用加会切磁场、增大离子源阴极与阳极距离并限制源等离子体发射角，从而使源阳极电位高于等离子体电位和采用改变源阳极结构──仅用阳极筒──从而改变弧放电路径这３种方法，对改善ＭＥＶＶＡ源引出离子束流密度分布的均匀性进行了初步的研究。第３种方法从根本上改变了ＭＥＶＶＡ源引出束分布的高斯分布特性，在合适的条件下可能得到更为均匀的束流密度分布。     

离子注入—直流辉光放电等离子体制备Ti6A14V—TiN—TiC生？…

本文采用离子注入，等离子体氮化和等离子体ＣＶＤ相结合的技术，制备梯度材料，解决了常规气相沉积方法难以实现金属基体到陶瓷涂层薄膜的梯度化问题。     

TiAlN薄膜的磁过滤脉冲真空弧等离子反应沉积制备的研究

采用磁过滤脉冲真空弧等离子反应沉积技术,在室温、钛合金和Si(100)单晶表面制备了TiAlN薄膜.利用SEM、XRD、EDS和XPS等对薄膜的微观组织结构及化学组分进行了观察测试分析,探讨了磁过滤脉冲真空弧等离子反应沉积技术的工艺参数对TiAlN薄膜结构的影响.     

钨离子沉积聚酯薄膜表面抗磨损特性

采用钨离子束磁过滤技术,对引出的钨离子束中大颗粒离子进行过滤后 ,再注入和沉积到聚酯薄膜(PET)表面,可获得抗磨损特性优异的沉积的金属钨膜.扫描电 子显微镜观察表明,大颗粒已被过滤,表面结构致密.测量表明,镀膜的硬度、弹性模量和 抗磨损特性得到了很大的提高,与基体的黏合特性有了明显改善.进一步对抗磨损机制进行了探讨.     

金属等离子体浸没Ta+和Ti+离子注入

采用由阴极真空孤等离子体源、负脉冲高压靶台和磁过滤系统组成的金属等离子体浸没注入系统,实现Ｔａ＾＋和Ｔｉ＾＋浸没注入,并对离子注入层予以表征。结果表明,等离子体浸没离子注入钽和钛的ＲＢＳ分析射程,低于按设定加速电压的注入能量计算的ＴＲＩＭ射程。     

磁过滤弯管的金属等离子体传输研究

测定了磁过滤管管出口离子电流与阴极弧流的关系,磁过滤管弯内表面中,靠孤大径中心一侧的表面和远离子大径中心一侧的表面与等离子体的相互作用是独立的整个磁过滤弯管偏压较仅仅Ｂｉｌｅｋ板偏压有更高的离子传输效率。