真空脈沖弧光放電裝置的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、磁過濾脈沖陰極弧制備薄膜是當(dāng)今一種新型的薄膜制備方式。本文主要論述了對(duì)脈沖陰極弧放電裝置,以及其控制系統(tǒng),采集系統(tǒng)的研究,此外還對(duì)真空室的建立,改進(jìn)工作做了相關(guān)的敘述。
　　本文的研究重點(diǎn)是高壓脈沖大電流電源及控制其脈沖周期,頻率,觸發(fā)次數(shù)的單片機(jī)的整體程序設(shè)計(jì)思路與實(shí)施,此外還對(duì)放電電極,磁過濾彎管,真空室內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了制作與改進(jìn)。
　　在本文中,我們重點(diǎn)對(duì)脈沖形成網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)以及其內(nèi)部的參數(shù)做了研究,不僅闡述了其基本原理,

2、還通過研究引入了一種“效率增強(qiáng)二極管”,這種二極管可以使LC電路出現(xiàn)多個(gè)弧脈沖,并且可以使電容器總是從一個(gè)合適的方向充電,使其無需提高輸入功率就可以使電容器重復(fù)充電更加迅速,使PFN運(yùn)行時(shí)具有更高的脈沖重復(fù)頻率。之后我們通過MATLAB模擬的計(jì)算確定了整個(gè)PFN網(wǎng)絡(luò)的電容以及電感的值。最后,我們根據(jù)這一原理,搭建了一臺(tái)能夠提供高壓的脈沖大電流發(fā)生裝置。在搭建脈沖大電流裝置后,我們對(duì)其進(jìn)行了單次脈沖的放電取得了成功,之后,我們對(duì)其連續(xù)放電

3、的能力進(jìn)行了研究與測(cè)試,并且進(jìn)而做到可以通過預(yù)先的設(shè)置控制其放電的時(shí)間,周期,頻率等各項(xiàng)參數(shù)。
　　為此我們使用了8051單片機(jī)進(jìn)行編程設(shè)計(jì),通過C語言對(duì)8051的觸發(fā)脈沖大小,觸發(fā)次數(shù),連續(xù)觸發(fā)次數(shù)以及觸發(fā)間隔時(shí)間進(jìn)行了設(shè)計(jì),使其做到了易操作化,易修改化,這位我們以后控制鍍膜的質(zhì)量和對(duì)膜進(jìn)行研究提供了可靠的保證。之后,為了便于我們對(duì)PFN網(wǎng)絡(luò)以及電路其他部分的參數(shù)的采集與記錄,我們通過Vc++編寫了所需要的傳輸類,顯示類等,讓我

4、們能夠通過單片機(jī)觸發(fā)的同步信號(hào),對(duì)電路中的電壓以及電流信號(hào)進(jìn)行采集和記錄,并且通過做好的畫圖程序,通過計(jì)算機(jī)的串口,實(shí)時(shí)地在計(jì)算機(jī)上反映出來,這將更有助于我們對(duì)PFN的電路對(duì)鍍膜的影響產(chǎn)生有益的幫助。
　　此外,我們還設(shè)計(jì)了陰極真空弧電極,并制作了兩個(gè)磁過濾彎管,一個(gè)是帶有90度磁濾器,一個(gè)帶有連續(xù)式90度磁濾(即S型)。兩者相比較而言,90度磁濾具有更高的傳輸效率,而S則能夠制備出更加致密均勻的薄膜,但其傳輸效率會(huì)受到一定的影響

5、。對(duì)真空室的制造與改造也是工作的一部分,我們不僅通過對(duì)真空方面書籍的研究自己制作了同樣具有高真空性的真空室連接器,還制作了一臺(tái)集溫度控制,溫度測(cè)量與一體的真空式溫度加熱設(shè)備,一般情況下,可以將真空室溫度加熱至600攝氏度以上,以幫助我們對(duì)高溫對(duì)包括空心陰極放電等的影響。
　　如今,隨著等離子體工業(yè)應(yīng)用的日益廣泛,特別是陰極弧等離子體制備各種納米疊層膜和超硬膜等新一代表面技術(shù)的出現(xiàn),如果在質(zhì)膜過程中消除大顆粒以及如何提高陰極弧等離子