При густині енергії 107—109 Вт/см2 на поверхні матеріалу реалізується процес розпилення та випаровування з утворенням потоку частинок, що напилюються . У більшості випадків продукти розпилення ізотропно розлітаються в межах півсфери. Основна частина продуктів ерозії складається з парової фази.Практично процес розпилення-випаровування супроводжується утворенням найдрібніших частинок конденсованої фази. Тверді або рідкі частинки мають розмір від часток до десятків мікрометрів і розлітаються зі швидкістю 1 —10 м/с. Такі частки називають краплинною фазою потоку. Однією з причин виникнення краплинної фази є оклюзія газів, нерівномірність мікро-та макроструктури матеріалу, що розпилюється. Перехід краплинної фази в покриття здебільшого недопустимий. Тому при напиленні покриття способом вибухового розпилення необхідні пристрої для відділення сконденсованої фази від основного потоку частинок, що напилюються. Рівень сучасної техніки дає можливість здійснити формування корпускулярного потоку матеріалу з використанням різних імпульсних джерел теплоти, які переміщуються по поверхні розпилюваного матеріалу. Це може бути електронний або лазерний промінь, електричні розряди тощо. Досить ефективно процес нанесення покриття відбувається в так званій металевій плазмі — високострумовому низьковольтному розряді, який горить у парі матеріалу. За способом генерації плазми вакуумні дуги розподіляються на катодну і анодну форми, в яких генерація металевої плазми здійснюється відповідно катодними та анодними плямами. На охолоджуваних катоді і аноді з розвиненою поверхнею реалізується катодна форма дуги, що розвивається в парі матеріалу катода, який викликає ерозію мікроплям. Основна частина розрядної напруги складається з катодного падіння потенціалу. Для катодної форми дуги існує мінімальна критична сила струму (від одиниць до сотень амперів залежно від матеріалу катода та параметрів електричної мережі), вище якого можна отримати стійкий електричний розряд. Тому стаціонарний катодний режим генерації плазми стійко реалізується при силі струму, що перевищує критичну. Звичайно це відбувається при електричній потужності понад 1 кВт. На рис. 4.27 наведено схему вакуумного напилення покриття розпиленням катода дугою низького тиску. Цей спосіб розроблено Харківським фізико-технічним інститутом і названий конденсацією з іонним бомбардуванням (КІБ).
Карта
|